抗高效氟吡甲禾灵日本看麦娘不同年份及其亲子代间的抗性比较
2010-11-24董爱斌董立尧张宏军杨余清南京农业大学植物保护学院农药科学系农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室江苏南京0095农业部农药检定所生测室北京0006江苏省阜宁县农业科学研究所江苏阜宁4400
董爱斌, 董立尧, 李 俊, 张宏军, 杨余清(.南京农业大学植物保护学院农药科学系,农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室,江苏南京0095;.农业部农药检定所生测室,北京 0006; .江苏省阜宁县农业科学研究所,江苏阜宁 4400)
抗高效氟吡甲禾灵日本看麦娘不同年份及其亲子代间的抗性比较
董爱斌1, 董立尧1, 李 俊1, 张宏军2, 杨余清3
(1.南京农业大学植物保护学院农药科学系,农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室,江苏南京210095;2.农业部农药检定所生测室,北京 100026; 3.江苏省阜宁县农业科学研究所,江苏阜宁 224400)
为了进一步搞清楚江苏省句容市抗性日本看麦娘生物型对高效氟吡甲禾灵的抗性表现,采用培养皿生测法,比较了抗性日本看麦娘生物型不同年份及亲子代间对高效氟吡甲禾灵的抗药性水平差异。结果显示,不同年份的抗性日本看麦娘生物型对高效氟吡甲禾灵的抗性水平呈逐年上升趋势,经高效氟吡甲禾灵处理的子代抗性水平明显高于亲本及未处理子代。表明该日本看麦娘生物型对高效氟吡甲禾灵的抗性是稳定的,而且能够在其子代稳定表现。
抗药性; 日本看麦娘; 高效氟吡甲禾灵
日本看麦娘(AlopecurusjaponicusSteud.)是长江流域油菜田恶性杂草,也是麦田主要杂草。2006年发现江苏省句容市油菜田的日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵已产生较高的抗药性[1]。如果此类除草剂抗药性暴发,油菜生产将面临日本看麦娘等杂草的重大威胁,对我国农业生产和农民收入必然造成巨大损失。自20世纪70年代中期以来,全球抗药性杂草生物型一直呈上升趋势[2-3]。杂草抗药性的产生和发展对化学药剂除草造成了很大的威胁,防除抗性杂草必须大大提高除草剂的用量[4],这不仅增加了成本,而且加重了环境污染。由于高效氟吡甲禾灵的连年广泛使用,对相似结构相同作用机理的精吡氟禾草灵、精喹禾灵等AOPP类除草剂也产生了不同程度的交互抗性[5]。已有报道所取抗性材料均为田间一代,未对不同年份间及亲子代间进行抗药性比较,具有一定的局限性。故在江苏省句容市抗性油菜田连续3年研究了日本看麦娘亲代及其子代对高效氟吡甲禾灵的抗药性表现情况,以证明抗高效氟吡甲禾灵日本看麦娘生物型的存在。
1 材料与方法
1.1 供试材料及药剂
1.1.1 供试杂草 抗性日本看麦娘种子分别于2007年、2008年和2009年5月采自江苏省句容市已报道产生抗性的油菜田。敏感日本看麦娘种子于2007年采自江苏省金坛市薛平镇上阳村休闲田。
1.1.2 供试药剂 供试除草剂为94.4%高效氟吡甲禾灵原药(扬农化工研究所提供)。
1.2 试验方法
1.2.1 抗性日本看麦娘生物型不同年份的抗性比较 在直径为9 cm的玻璃培养皿进行剂量反应试验[6]。将30粒预先经低温浸泡过的日本看麦娘种子放于铺有一层滤纸的培养皿内,加入一定量的高效氟吡甲禾灵药液,加盖确保种子处于湿润状态,置于光照培养箱中培养(温度:白天20 ℃,晚上15 ℃;光照周期12 D/12 L)。以清水为对照。4次重复。药后2周测量芽长,计算日本看麦娘萌发的抑制中剂量(ED50),根据ED50值确定不同日本看麦娘生物型对高效氟吡甲禾灵的抗药性强弱。经过一系列预备试验得出最适的药剂剂量(表1)。
相对抗性倍数=不同地区日本看麦娘种群的ED50/敏感日本看麦娘种群的ED50
表1 日本看麦娘种子生物测定的药剂剂量
1.2.2 抗性日本看麦娘亲子代的抗性比较
1.2.2.1 抗性子代的繁殖与处理 试验地位于江苏省农业科学院内,用地面积约为30 m2,土质为轻壤土,土壤肥力中等偏上,前茬为大豆。试验分4个小区,分别播种2007、2008年采集于江苏省句容市的抗性日本看麦娘种子,分设用药和不用药处理。2008年11月4日耕翻土壤,5日播种抗性日本看麦娘种子,播种后浇足水,定期施肥,各小区管理水平一致。待日本看麦娘长至3~4叶期,分别对2007年及2008年的种子生长的部分植株用345.04 g a.i./hm2的半致死剂量处理。余下的部分植株只喷清水。待杂草成熟后分别收集种子,并分别记作2007F1T(药剂处理)、2007F1C(清水对照)、2008F1T(药剂处理)、2008F1C(清水对照)。待下一步试验使用。
1.2.2.2 抗性亲本与子代的抗性比较 方法同1.2.1。分别计算2007、2008年亲本与各自不同处理后子代的ED50值,比较抗性亲本与子代对高效氟吡甲禾灵的抗药性强弱。
1.3 数据处理
用DPS软件数量型数据分析法分别求出高效氟吡甲禾灵对不同日本看麦娘种群的毒力(ED50),并进行分析。
2 结果与分析
2.1 抗性日本看麦娘生物型不同年份的抗性比较
由表2可以看出,不同生物型的日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵的抗性水平不同。不同年份的句容生物型ED50值均明显高于薛平上阳生物型。其中2009年句容生物型ED50值最大,为2 422.89 μg a.i./m2,其相对抗性倍数高达403.82。采自于同一地点连年用药的日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵的抗性水平(ED50)从高到低依次为:2009年(2 422.89 μg a.i./m2)>2008年(2 203.06 μg a.i./m2)>2007年(1 927.64 μg a.i./m2),这说明句容点油菜田的日本看麦娘生物型确实已经对高效氟吡甲禾灵产生了明显的抗药性,与农业部作物病虫害监测与防控重点开放实验室前期报道结果一致[3],并且表现出逐年稳定增长的趋势。也证明了连续使用单一除草剂是杂草对该类药剂产生抗药性的重要原因之一。
表2 不同日本看麦娘种群对高效氟吡甲禾灵的抗性水平
注:相对抗性倍数=不同地区日本看麦娘种群的ED50/金坛市薛坪上阳休闲田的日本看麦娘种群ED50。
2.2 抗性日本看麦娘亲子代的抗性比较
人工栽培繁殖的2007、2008年抗性日本看麦娘生长状况良好,与田间自然生长的植株无明显差异,经致死中剂量的高效氟吡甲禾灵茎叶喷雾处理后,均出现部分植株枯黄死亡的现象,存活下来的植株仍能正常生长并在生长后期有成熟种子产生。所得种子通过室外埋土(5 cm土层下)、低温储存(4 ℃)等方法[7-8]解除休眠后,经萌发试验测得萌发率均在80%以上。
从表3所示的高效氟吡甲禾灵对不同处理日本看麦娘的ED50值可知,2007年、2008年不用药子代的ED50值水平与其各自的亲本相近。在生长期经高效氟吡甲禾灵致死中量处理后的日本看麦娘种群2007F1T的ED50值(2 371.03 μg a.i./m2)明显高于其亲代的ED50值(1 927.64 μg a.i./m2)以及亲代未用药处理的子代2007F1C(1 978.42 μg a.i./m2),而与2008年田间亲代的ED50值(2 203.06 μg a.i./m2)相近,经高效氟吡甲禾灵致死中量处理后的日本看麦娘种群2008F1T的ED50值(2 429.41 μg a.i./m2)高于其亲代的ED50值(2 203.06 μg a.i./m2)以及亲代未用药处理的子代2008F1C(2 252.03 μg a.i./m2),而与2009年田间亲代的ED50值(2 422.89 μg a.i./m2)相近(表2)。
表3 不同处理后亲本及其子代对高效氟吡甲禾灵的抗性水平
3 讨论与结论
本试验取材与本研究室2006年报道的抗高效氟吡甲禾灵的日本看麦娘采自同一油菜田块。采用种子生测法对2007、2008、2009年日本看麦娘的抗性比较发现,这3年日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵的相对抗性倍数均在320倍以上,达到高抗水平。且呈现逐年升高的趋势。验证了本研究室2006年关于句容地区部分油菜田日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵已产生抗性的报道[3]。
高效氟吡甲禾灵对不同年份日本看麦娘亲子代间的ED50值结果比较说明,2007年、2008年不用药子代的抗性水平与其各自的亲本相近。经致死中量处理后的日本看麦娘种群2007F1T的抗性水平明显高于其亲代以及亲代未用药处理的子代,而与2008年田间亲代的抗性水平相近,经高效氟吡甲禾灵致死中量处理后的日本看麦娘种群2008F1T的抗性水平高于其亲代以及亲代未用药处理的子代2008F1C,而与2009年田间亲代的抗性水平相近。这不仅再次证实江苏省句容市部分油菜田日本看麦娘对高效氟吡甲禾灵确实存在抗性,而且说明该抗性可在其子代中稳定表现。
多年来,我国油菜田日本看麦娘等禾本科杂草的防除,一直以高效氟吡甲禾灵为主的芳氧基苯氧基丙酸酯类除草剂为主,抗高效氟吡甲禾灵的日本看麦娘生物型的产生应当引起植保及农技推广部门的高度重视。在化学防除上,应根据是否产生抗性而选用不同类型的除草剂,注意与高效氟吡甲禾灵结构相似、作用机理相同的其他药剂应慎重使用,可交替轮换使用不同类型不同作用机制的除草剂,避免单一类型除草剂的长期使用,延缓抗药性杂草的发展。避免出现因日本看麦娘抗药性的暴发而影响油菜生产的现象发生。
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S451.22+1
A
1003-935X(2010)01-0027-03
2009-11-24
国家自然科学基金(编号:30971928);国家博士点基金(编号:2009097120046)。
董爱斌(1984—),男,硕士研究生,研究方向为除草剂毒理及抗药性。E-mail:2007102109@njau.edu.cn。
董立尧,博士,教授。Tel:(025)84395672; E-mail:dly@njau.edu.cn。