





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (9): 1887-1902.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.09.005
郭月1,2(
), 张云龙1, 刘德才1, 王俊禹1, 刘湟捷1,4, 邵晓琪1,4, 彭琦1,2, 于仕程1,4, 祁余容1,4, 高建芹1, 张洁夫1, 胡茂龙1,3,4(
)
收稿日期:2025-12-22
接受日期:2026-01-27
出版日期:2026-05-01
发布日期:2026-05-06
通信作者:
联系方式:
郭月,E-mail:guoguo23.25@163.com。
基金资助:
GUO Yue1,2(
), ZHANG YunLong1, LIU DeCai1, WANG JunYu1, LIU HuangJie1,4, SHAO XiaoQi1,4, PENG Qi1,2, YU ShiCheng1,4, QI YuRong1,4, GAO JianQin1, ZHANG JieFu1, HU MaoLong1,3,4(
)
Received:2025-12-22
Accepted:2026-01-27
Published:2026-05-01
Online:2026-05-06
摘要:
【目的】高抗磺酰脲(SU)类除草剂油菜5N已广泛参与抗除草剂油菜育种利用,但其对其他4类ALS抑制剂类除草剂的交互抗性谱系及机制尚不清晰。本研究旨在系统评价5N对5大类ALS抑制剂的交互抗性水平,并阐明其抗性机制,为该种质的科学利用提供理论依据。【方法】通过苗期外源喷施5类ALS抑制剂类除草剂(磺酰脲-SU、磺酰胺羧基三唑啉酮-SCT、咪唑啉酮-IMI、嘧啶水杨酸-PB和三唑嘧啶-TP),鉴定其抗性水平和生物量的毒理学响应;通过体外酶活性抑制试验与实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析靶标酶敏感性及两个靶基因的表达模式;同时测定丙二醛含量及多种抗氧化酶活性以评估氧化应激响应。【结果】5N对SU和SCT类除草剂表现出16倍田间推荐浓度(16×RC)的高抗性,对IMI类为4×RC的中等抗性,对PB和TP类抗性较低;生物量毒理学响应结果与上述抗性谱趋势一致。机理研究表明:(1)靶标机制:5N的ALS酶对各类除草剂(20—300 µmol·L-1)的敏感性均显著低于N131,且其ALS的表达上调幅度与持续时间显著高于N131;(2)非靶标机制:SU和SCT类除草剂处理后,5N中丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性以及解毒基因BnCYP86A2、BnCYP71B3、BnGST39和BnGST78的表达量均显著高于N131,而在PB、IMI和TP类除草剂处理组较为复杂。【结论】油菜5N对ALS抑制剂类除草剂存在广谱但差异性的交互抗性,该抗性主要由靶标酶的低敏感性与靶基因的突变共同介导,而增强的解毒和抗氧化能力等非靶标抗性机制对抗性表型的产生也起到了辅助作用。研究明确了SCT类除草剂可作为苗期SU类的安全替代选择,并为在抗除草剂育种中合理利用5N的交互抗性性状提供了技术支撑。
郭月, 张云龙, 刘德才, 王俊禹, 刘湟捷, 邵晓琪, 彭琦, 于仕程, 祁余容, 高建芹, 张洁夫, 胡茂龙. 油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理[J]. 中国农业科学, 2026, 59(9): 1887-1902.
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表1
除草剂类别、田间推荐使用浓度及对应国标单位浓度"
| 除草剂类别 Herbicide category | 除草剂及有效成分含量 Herbicides and active ingredient content | 田间推荐使用浓度1倍(1×RC) Recommended concentration for field use | 对应国标单位浓度 Corresponding to the national standard unit concentration (mmol·L-1) |
|---|---|---|---|
| SU | 25%噻吩磺隆Thifensulfuron-methyl | 8 g/667 m2 | 0.17 |
| 10%苄嘧磺隆Bensulfuron-methyl | 20 g/667 m2 | 0.16 | |
| TP | 25 g·L-1五氟磺草胺Penoxsulam | 80 mL/667 m2 | 0.14 |
| 50 g·L-1双氟磺草胺Florasulam | 6 mL/667 m2 | 0.028 | |
| PB | 10%双草醚Bispyribac-sodium | 20 mL/667 m2 | 0.15 |
| 5%嘧啶肟草醚Pyribenzoxim | 50 mL/667 m2 | 0.14 | |
| SCT | 70%氟唑磺隆Flucarbazone-sodium | 3.5 g/667 m2 | 0.21 |
| 99.5%噻酮磺隆Thiencarbazone-methyl | 4 g/667 m2 | 0.34 | |
| IMI | 4%甲氧咪草烟Imazamox | 80 mL/667 m2 | 0.35 |
| 5%咪唑乙烟酸Imazethapyr | 133 mL/667 m2 | 0.72 |
表2
实时荧光定量PCR引物序列"
| 名称Name | 序列Sequence (5′-3′) | 大小Size (bp) | 名称Name | 序列Sequence (5′-3′) | 大小Size (bp) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BnALS1-F2 | TTCTCCTTAACCCCACAGAAAGA | 23 | CYP86A2-F | AAGGACGGAGAGAAACGACG | 20 | |
| BnALS1-R2 | GGGAGCGTAGCGGGAGAC | 18 | CYP86A2-R | AGGAGACGCCTTCACCAATG | 20 | |
| BnALS3-F2 | CTCCTTAACCCCACAGAAACC | 21 | CYP71B3-F | CTTGAGTGTTGCACAAGACCG | 21 | |
| BnALS3-R2 | GGGAGCGTAGCGGGAGAT | 18 | CYP71B3-R | CACCATATGGCGCAAAGCAA | 20 | |
| EIF4B-F | GTGAGCTGGACGACAAAGTC | 20 | BnGST39-F | GGCTAGCTACATCCAGTTACAT | 22 | |
| EIF4B-R | CTCTGATCATCGGCAGGTCT | 20 | BnGST39-R | TCACAATGTCAACTAGGCTCAT | 22 | |
| BnALS1-P | Fam+CCGTCAATGTCGCACCTCCTTCC+Tamra | 23 | BnGST78-F | CCTCAAAGAGTCTTGCTTTGTC | 22 | |
| BnALS3-P | Fam+CAACTCACCCGTCAATGTCGCACC+Tamra | 24 | BnGST78-R | ACGAAGAAGATGTTCAGGTCTT | 22 | |
| EIF4B-P | Fam+TGCCTGCACCAGACCCGGGT+Tamra | 20 |
表3
温室种植的5N和N131对ALS抑制类除草剂处理21 d后的抗性鉴定"
| 种类Category | 名称 Name | 植株 Plant | 喷施剂量Spray dose (RC) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0× | 1/4× | 1/2× | 1× | 2× | 4× | 8× | 16× | 20× | |||
| SU | 噻吩磺隆Thifensulfuron-methyl | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S |
| 苄嘧磺隆Bensulfuron-methyl | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S | |
| TP | 五氟磺草胺Penoxsulam | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | S/S | S/S | S/S | S/S |
| 双氟磺草胺Florasulam | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S | S/S | S/S | S/S | |
| PB | 双草醚Bispyribac-sodium | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S | S/S | S/S | S/S |
| 嘧啶肟草醚Pyribenzoxim | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S | S/S | S/S | S/S | |
| SCT | 氟唑磺隆Flucarbazone-sodium | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S |
| 噻酮磺隆Thiencarbazone-methyl | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | M/S | |
| IMI | 甲氧咪草烟Imazamox | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | S/S | S/S | S/S |
| 咪唑乙烟酸Imazethapyr | 5N/N131 | R/R | R/S | R/S | R/S | R/S | R/S | S/S | S/S | S/S | |
表4
ALS抑制类除草剂对室外种植5N和N131的EC50"
| 油菜 Rapeseed | 噻吩磺隆 Thifensulfuron-methyl (mmol·L-1) | 双氟磺草胺 Florasulam (μmol·L-1) | 双草醚 Bispyribac-sodium (μmol·L-1) | 噻酮磺隆 Thiencarbazone-methyl (mmol·L-1) | 咪唑乙烟酸 Imazethapyr (mmol·L-1) |
|---|---|---|---|---|---|
| N131 | 0.019±0.004 | 0.154±0.033 | 7.300±2.311 | 0.039±0.007 | 0.050±0.012 |
| 5N | 2.771±0.862 | 6.116±1.046 | 295.701±39.020 | 5.462±0.637 | 3.097±0.486 |
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