据文献记载,到2002年为止,全世界共发现156种、256个抗药性生物型杂草.其中,抗抑制ALS活性除草剂的杂草变异频率最高,成为防除农田杂草的难题.近几年,东北稻区慈姑的发生密度急剧增加,逐步成为本地区稻田的优势杂草种.其主要原因在于磺酰脲类除草剂靶标(酶)单一和长期连用该类除草剂所导致的抗药性生态型新物种的出现.本项目重点通过研究敏感性与抗药性生态型慈姑之间的乙酰乳酸合成酶(ALS)控制基因的
2002年,发现延边地区稻田发生抗农得时除草剂的慈姑生态型,且农得时150 ai.g/km2处理下仍生存,并对草克星产生交互抗药性;通过14C-农得时的放射性同位素跟踪法测定结果,除草剂在抗、感型慈姑体内吸收、移动上没有差异;采用体外(in vitro)法测定慈姑ALS对农得时、草克星的抗药性强度,抗药性系数(RI50/SI50)值分别为57.3和20.0,证明抗药性ALS同功异构酶的存在;通过慈姑ALS编码区基因及对应的ALS酶氨基酸的测序,证实抗药性慈姑ALS编码区基因7个位点DNA发生突变,而对应的ALS氨基酸一个位点发生突变(以拟南芥ALS基因编码为标准,第324位),突变种类为由苏氨酸被丙安酸代替;通过抗、感性杂交F1代抗药性测试,证实抗药性慈姑的ALS突变基因为显性,存在于细胞核。慈姑抗药性不仅通过有性、无性繁殖遗传、扩散,而且通过花粉传播途径扩散、迁移;采用2倍茎叶处理法能够实地、简便、有效地鉴别出抗药性慈姑生态型;处理非ALS靶标型稻田常规除草剂可以有效防除抗药性慈姑。本项目研究对本地区已经发现的其它抗药性杂草抗性机理及ALS基因文库、抗药性转基因等研究,提供基础数据。