耳叶水苋对ALS抑制剂的抗药性机理

水苋菜属杂草是全球稻田普遍发生的杂草，近年来对乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂类除草剂产生严重抗性的耳叶水苋Ammannia arenaria在我国大范围水稻种植区暴发成灾，治理难度极大。本项目在明确交互抗性的基础上，拟从ALS基因突变与差异表达，cytP450 和GSTs等酶的代谢解毒能力，以及药剂在杂草体内的吸收与传导等方面探索产生抗性的原因，并探明抗性植株对水稻的竞争性及其光能竞争机制，率先揭示耳叶水苋的抗药性机理，为该抗性杂草的治理和新药剂创制提供理论基础。

针对我国稻田暴发成灾的抗药性耳叶水苋Ammannia arenaria，探明在浙江、上海、江苏、安徽等地稻田耳叶水苋对苄嘧磺隆的平均抗性指数分别为31.3、16.8、20.7、6.5，且对五氟磺草胺、双草醚等ALS抑制剂出现交互抗性。其乙酰乳酸合成酶(ALS)对苄嘧磺隆的敏感性降低，ALS基因的DNA序列全长为2235 bp，编码667个氨基酸，氨基酸序列第197位脯氨酸被丝氨酸取代，且部分抗性生物型的ALS基因表达量比敏感型增加1.86倍。这表明在ALS基因保守区发生突变与表达量增加很可能是其重要的抗药性机理。. 调查明确浙江省稻田杂草种类28科51属74种5变种，发现我国大陆地区分布新纪录种—长叶水苋菜Ammannia coccinea。耳叶水苋的危害指数高达15.2，抗性生物型对水稻分蘖的影响比敏感型大，只要密度达到5株/m2，就可导致水稻分蘖数、穗数和产量分别减少13.2 ％、18.7 ％和22.2 ％。耳叶水苋种子有休眠性，出苗期长达40天，其叶片气孔导度降低，从而导致胞间CO2浓度和光合速率降低，可能是抗性型在株高与结实方面存在适合度代价的重要生理机制；但是，其始花期和盛花期均提前16d，环境中只要有6%的透光率就能结实，且在50%透光率条件下株高超过对照，这可能是其适应和竞争能力强的重要原因。然而，发现水下的耳叶水苋幼苗不能长高，水层管理是该草防控的有效方法。