摘要
反枝苋（Amaranthus retroflexus L.）属于苋科苋属一年生阔叶杂草，属 C4 植物，危害大豆、玉米、棉花等多种作物田，导致作物减产。噻吩磺隆属于乙酰乳酸合成酶（ALS）抑制剂，用于防除大豆田反枝苋等阔叶杂草。但由于噻吩磺隆连年大量使用，反枝苋已对其产生了不同程度的抗药性。为阐明反枝苋对噻吩磺隆的抗药性机理，本研究以抗噻吩磺隆种群（13-27）和敏感种群（S）为试验材料，扩增靶标 ALS 基因并进行序列分析，结果显示13-27种群存在2种不同的突变类型，分别为Asp-376-Glu和Trp-574-Leu。将两种纯合突变植株纯化扩繁，获得R-Glu376和R-Leu574抗性种群，对其抗性机制进行深入研究，结果如下： （1）采用整株生物法测定了反枝苋对噻吩磺隆的抗性水平，与S种群相比，R-Glu376和R-Leu574 对噻吩磺隆产生高水平抗性，抗性倍数分别为 392.9 和 356.2；并检测了马拉硫磷对其抗性水平的影响，结果显示：马拉硫磷预处理可显著降低两个种群抗性水平。 （2）测定了反枝苋不同种群的 ALS 离体酶活性，结果表明：R-Glu376和R-Leu574种群的I50分别为 5.90 和 5.56 μM，而 S 种群的 I50为 0.02 μM，分别为 S 种群的 295 和 278 倍。 （3）采用 qPCR 对反枝苋 ALS基因表达测定，结果表明：3 个种群的 ALS 基因相对表达量均呈现先升高后降低的趋势。噻吩磺隆处理后24和48h，抗性种群R-Glu376和R-Leu574的ALS基因相对表达量均显著高于S种群。 （4）利用转录组测序技术和 qPCR 结合筛选参与噻吩磺隆代谢候选基因。施用噻吩磺隆后，在抗性种群中， CYP76AD1、CYP72A219、CYP81Q32、CYP77A2、CYP98A2、CYP734A1、GSTF10、GSTU10、ABCC3等9个基因的相对表达量显著高于S种群；在这9个候选基因中发现施药前后，R-Glu376种群中CYP77A2和ABCC3的表达量均显著高于S种群。 （5）利用酵母异源表达 CYP77A2 基因。获得转 CYP77A2 基因酿酒酵母。采用高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）测定重组酵母对噻吩磺隆的代谢情况。结果表明：在重组CYP77A2酵母培养物在诱导24h后均未对噻吩磺隆存在降解作用。 综上所述，本研究明确了反枝苋对噻吩磺隆的抗性水平，揭示了靶标抗性与非靶标代谢抗性共同作用赋予其对噻吩磺隆的抗性机理，并通过相关基因的挖掘、功能验证等一系列试验系统深入研究了其抗药性机理。本研究可为反枝苋对 ALS 抑制类的抗性研究提供参考，为抗药性杂草的综合防控提供理论支撑。
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