反枝苋对氟磺胺草醚的抗性水平及分子机制

[目的]本研究旨在明确黑龙江省大豆田反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)种群对氟磺胺草醚的抗药性水平,并研究其产生抗性及多抗性的分子机制。[方法]利用琼脂法快速测定采自黑龙江省嫩江县的3个反枝苋种群对氟磺胺草醚的抗性水平。通过盆栽法筛选出抗氟磺胺草醚/噻吩磺隆的反枝苋植株,并进行原卟啉原氧化酶(protoporphyrinogen Ⅸ oxidase, PPO)和乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase, ALS)的靶标基因测序。[结果]相比于敏感种群,黑龙江省3个种群对氟磺胺草醚的相对抗性倍数(resistance index, RI)分别为83.6、83.8和93.4;位于反枝苋PPO2高度保守区域编码128位氨基酸的核苷酸由AGG突变为GGG,导致精氨酸被替换为甘氨酸(Arg-128-Gly)。3个抗氟磺胺草醚的反枝苋种群均对ALS抑制剂类除草剂产生多抗性。对als基因测序后发现,与敏感种群相比,各抗性种群10个单株的ALS保守区域均发生多个不同位点(Ala-205-Val、Asp-376-Glu、Trp-574-Leu和Ser-653-Thr)及组合的氨基酸取代方式,各种群突变位点和杂合度多样。[结论]PPO2的Arg-128-Gly氨基酸取代可能是黑龙江3个反枝苋种群对氟磺胺草醚产生抗性的主要原因,3个种群同时对ALS抑制剂类除草剂存在靶标位点突变导致的多抗性。