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《雜草抗藥性及其機(jī)理研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、雜草抗藥性及其機(jī)理研究進(jìn)展 摘要:近年來隨著除草劑的持續(xù)廣泛使用,抗性雜草種群密度和發(fā)生面積逐步增加,雜草抗性問題已經(jīng)是威脅我國(guó)糧食安全的重要問題之一。本文對(duì)我國(guó)目前雜草抗藥性發(fā)生現(xiàn)狀、抗性機(jī)理、轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在抗性雜草研究中的應(yīng)用以及抗性雜草防除策略進(jìn)行綜述,以期為我國(guó)抗藥性雜草的研究和治理提供一定參考。 關(guān)鍵詞:雜草;靶標(biāo)抗性;非靶標(biāo)抗性;轉(zhuǎn)錄組學(xué);防除策略 中圖分類號(hào):S451.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A文章編號(hào):1001-4942(2016)12-0165-06 農(nóng)田雜草嚴(yán)重威脅作物產(chǎn)量,造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大[1]。我國(guó)也是遭受雜草危害最
2、為嚴(yán)重的國(guó)家之一,2005和2006年我國(guó)受雜草危害面積均在7000萬公頃左右,每年由雜草危害直接造成的糧食損失達(dá)238萬噸,直接經(jīng)濟(jì)損失接近1000億元左右[2]。我國(guó)有1400多種雜草[3],列入名錄的農(nóng)田雜草有704種,屬87科366屬[4],對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害的重要農(nóng)田雜草有60多種[5],其中惡性雜草包括野燕麥(Avenafatua)、看麥娘(Alopecurusaequalis)、馬唐(Digitariasanguinalis)、狗尾草(Setariaviridis)、牛筋草(Eleusineindica)、柳葉蓼(Polygo
3、numbungeanum)、反枝莧(Amaranthusretroflexus)、香附子(Cyperusrotundus)、白茅(Impevatacylindrica)、稗草(Echinochloacrusgalli)、異型莎草(Cyperusdifformis)、鴨舌草(Monochoria15vaginalis)、眼子菜(Potamogotondistinctus)、扁稈?草(Scirpusplaniculmis)等[6]。雜草種群內(nèi),個(gè)體的多實(shí)性、易變性、多型性及對(duì)環(huán)境的高度適應(yīng)性和遺傳多樣性是產(chǎn)生抗藥性的內(nèi)在因素[8-11],而除草
4、劑的長(zhǎng)期和單一使用會(huì)誘發(fā)抗性個(gè)體的產(chǎn)生,并對(duì)其加以篩選[12,13]。同時(shí),近些年來,隨著除草劑的持續(xù)廣泛使用,抗性雜草種群密度和發(fā)生面積逐步增加[7]??剐噪s草的存在使得相應(yīng)除草劑的防治效果降低,選用除草劑難度增加,除草劑復(fù)配組合種類、劑量增加,這些不僅增加了雜草防治成本,造成作物產(chǎn)量損失,也易造成農(nóng)作物藥害風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境污染。目前,雜草抗性問題已經(jīng)是威脅我國(guó)糧食安全的重要問題之一。本文重點(diǎn)介紹了目前雜草抗藥性發(fā)生現(xiàn)狀、抗性產(chǎn)生機(jī)理和減緩雜草抗藥性的措施等內(nèi)容,以期為后續(xù)雜草抗性研究提供理論參照,為我國(guó)抗性雜草的綜合治理提供參考?! ?雜草抗
5、藥性發(fā)生現(xiàn)狀 自20世紀(jì)50年代在加拿大和美國(guó)分別發(fā)現(xiàn)抗2,4-D的野胡蘿卜(Daucuscarota)和鋪散鴨跖草(Commelinadiffusa)以來[14,15],全球抗藥性雜草生物型一直呈上升趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)際抗性雜草調(diào)查網(wǎng)站[7]發(fā)布的數(shù)據(jù),截至2016年8月在其網(wǎng)站上登記的抗性雜草包括共250種雜草(其中單子葉雜草145種,雙子葉雜草105種)的471個(gè)抗性個(gè)體(圖1)?! ?jù)統(tǒng)計(jì),已經(jīng)登記的抗性雜草對(duì)23類不同作用方式除草劑中的160個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)生了抗性[7]。根據(jù)除草劑作用方式和使用量的不用,目前主要抗性雜草種類包括以下幾類(圖
6、2):15 ?、倏笰LS(acetohydroxyacidsynthase,乙酰乳酸合成酶)抑制劑類除草劑雜草,ALS抑制劑類除草劑是已報(bào)道抗性雜草最多的一類,目前共有158種雜草對(duì)這類除草劑產(chǎn)生了抗性。早在1982年,澳大利亞(www.weedscience.org)就報(bào)道了首例抗氯磺隆的硬直黑麥草(Loliumrigidum)[16]?! 、诳筆SⅡ(inhibitionofphotosynthesisatphotosystemⅡ,光系統(tǒng)Ⅱ抑制劑類除草劑)抑制劑類除草劑雜草數(shù)量緊隨抗ALS抑制劑類除草劑雜草之后,其中抗莠去津雜草已經(jīng)達(dá)到
7、73種(其中雙子葉雜草50種,單子葉雜草23種)[7]?! 、劭笰CCase(acetylCoAcarboxylase,乙酰輔酶A羧化酶)抑制劑類除草劑雜草,該類抗性雜草在數(shù)量方面僅次于前兩類,約50種雜草對(duì)該類除草劑產(chǎn)生了抗性?! 、芸笶PSP(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase,EPSP合酶)抑制劑類除草劑雜草,抗該類除草劑的雜草近些年呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),目前抗性雜草數(shù)量已經(jīng)位于第四位?! 〕艘陨咸岬降膸最惪剐噪s草,還包括抗PPO(protoporphyrinogenoxidase,原
8、卟啉原氧化酶)抑制劑類除草劑雜草、抗PDS(carotenoidbiosynthesisinhibitors,類胡蘿卜素生物合成抑制劑)抑制劑類除草劑雜草、抗HPPD(4-hyd