内生菌对稗草抗药性影响

曾晓宇　龙地兵　吕雅婷　胡　奇

内生菌对稗草抗药性影响

曾晓宇龙地兵吕雅婷胡奇

（湖南交通工程学院湖南衡阳421000）

在水稻种植中，如何清除稗草，以避免对水稻的产量与质量的影响，成为科研人员所面临的重点问题。此前，科研人员不断增加除草剂的剂量与浓度，但使用过量除草剂会影响水稻的产量，也会使稗草产生一定的抗药性。文章对内生菌对稗草的抗药性影响进行了研究。

内生菌；稗草；抗药性

现阶段，我们已经清楚地认识到，要从根本上解决稗草问题，不仅仅是发明新的除草剂这么简单，因为稗草会产生抗药性，一味地发明除草剂是治标不治本的，还应该用科学的方法进行解决[1]。内生菌在自然界中的数量较为庞大，可以与植物一起共生、腐烂，与植物生长的每个阶段紧密相连。内生菌的发现，则可以让相关研究人员使用科学技术指导农民解决稗草抗药性问题。

1 稗草的分布特点

我国的稗草主要生长在盐分较高的稻田地区，稗草的适应能力较强，繁殖能力较快，在旱地或较为空旷的地区会大量繁殖，不仅会吸收稻田的营养，影响稻田的产量与质量，还会给常见的农作物如玉米、高粱等带来较大的负面影响。毛鞘稗一般长在地质较好的老稻田里，而穿心稗一般生长在老稻田和深水田里，其生长发育的周期较长，不易脱落，其种子经常混入稻田中，进行大面积繁殖[2]。

稗草对生长条件的要求较低，一般当外界的平均温度在12 ℃以上，就可以正常生长，但稗草生长最合适的温度为25 ℃～30 ℃。这就说明，如果外部温度不适合稗草生长，稗草的种子就不能发芽。稗草所在土壤保持湿润时，稗草的生长情况最佳，但是当土壤深度较大，稗草的种子就会进入二次休眠的状态。稗草的发育周期较长，一般在4月份生长发芽，但是等到7月份才可以开花，一般稗草的生育期可以达到80 d～150 d。

2 稗草抗药性的危害

因为稗草中含有可以与农作物争夺营养的物质，所以若农田中有大量稗草，就会与农作物竞争营养[3]。光头稗和无芒稗中都会含有C4途径，C4途径具有较强的吸水能力、养分竞争能力，因此，即使在很恶劣的环境中，稗草都可以生存，而且会不断吸收农作物的营养与水分，导致农作物的质量变差与产量降低。在我国的传统稻田中，由于除草剂等农药的大量使用，稗草已经产生了不同程度的耐药性。并且随着时间的推移，具有抗药性的稗草种类也在不断地增加。稗草在稻田杂草的种子库占比为20%，具有较强的繁殖能力，而且随着时间的推移，还会有病变的可能，病变时种子的多倍体会被继续传播。若大量稗草具有抗药性，则无法用普通除草剂除去稗草[4]。由于稗草的繁殖能力较强，还会与其他的杂草进行杂交，使生物种群发生一定的变化，导致农作物的平衡被打破，不仅会给农业造成巨大的损失，还会给当地的经济带来不小的波动。

3 稗草抗药性的研究进展

根据稗草的抗药性，相关科研人员研究了一系列的除草剂，根据不同品种稗草的化学成分，具有针对性地进行除草剂的研究，不仅可以使稗草的进化方向变得单一，还可以控制稗草的繁殖速度[5]。

近年来，随着全球污染越发严重，如何去除稗草也成为科研人员必须面对的问题。据相关数据可知，我国的稗草类型已经达到一百二十多种，其中绝大多数的稗草对化学除草剂已经产生了一定的耐药性。在我国目前的农业种植中，稗草已经严重影响到了农作物的发展，杂草防除成了重大问题。由于稗草对环境的适应性较强，目前我国去除稗草的方式还是使用化学试剂。据相关文献表明，稗草已经对以下药物产生耐药性：乙酰乳酸合成酶类、酰胺类、硫代氨基甲酸酯、二硝基苯胺类、羧化酶类、合成激素类、三唑类等[6]。

4 稗草内生菌对抗药水平的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 材料

材料包括待检测的稗草。收集稗草种子，在收集的过程中，应该选择颗粒较为饱满的种子。种子收集完成后，放在室温下进行自然晾干，使用信封进行保存，放在储藏柜里进行运输。还应准备具体的检测试剂：2.5%的五氟磺草胺可分散油悬浮剂、94%五氟磺草胺原药、32%丙环·嘧菌酯悬浮剂、6%春雷霉素可湿性粉剂[7]。

4.1.2 实验方法

前期应该先进行预实验，根据预实验的结果将两种杀菌剂分为5 个浓度梯度。具体方法如下。首先，按照实验方案将杀菌剂配成适当的母液，将除草剂按一定的比例进行稀释，再配合相应的培养基，将稀释后的溶液放入培养基中，进行混匀。同时，将每个试剂分成3 个浓度梯度，并设置对照组，对照组选择无菌水进行对比实验。将菌种平板进行活化，再使用直径为7 mm的打孔器进行打孔，则可得到适量大小的菌饼。然后对菌饼进行冷却凝固，放置在含药培养皿的中心。将恒温箱调制为26 ℃，在培养箱中培养7 d后，再进行观察。

在对稗草进行处理时，应尽量选择长势相同的稗草作为研究对象。每个盆种植10 棵稗草。配置溶液：将32%丙环·嘧菌酯悬浮剂配置成有效浓度为40 g/hm2的药液，再次将6%春雷霉素可湿性粉剂配置为有效浓度为58 g/hm2的药液，再使用生物喷雾对植物进行喷雾。对每种浓度的样品进行挑选，分别进行处理，观察与对照组的区别。在喷药后的15 d，将稗草中剩余的新鲜茎叶进行测重，对相关数据进行分析。

4.2 结果分析

4.2.1 杀菌剂对内生菌的抑制作用

对稗草进行一段时间的培养，我们可以发现杀菌剂春雷霉素和丙环·嘧菌酯对稗草都具有一定的生长抑制作用，尤其对稗草中的内生降菌株ZK1C、ZK2C的生长具有较强的抑制性。

4.2.2 杀菌剂对稗草抗性的影响

由实验结果可知，使用春雷霉素杀菌剂进行杀菌，可以有效制止稗草的生长活性。通过五氟磺草胺对抗性稗草的GR50进行实验，由实验结果可以得出，在对稗草使用丙环·嘧菌酯进行处理时，丙环·嘧菌酯的处理效果优于春雷霉素的处理结果。

5 内生降解菌ZK1C、ZK2C对稗草的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 材料

材料包括待检测的稗草，收集稗草种子，在收集的过程中，应该选择颗粒较为饱满的种子。将种子收集完成后，放在室温下进行自然晾干，使用信封进行保存，放在储藏柜里进行运输。还应准备具体的检测试剂：2.5%的五氟磺草胺可分散油悬浮剂。

5.1.2 方法

将保存好的ZK1C、ZK2C菌株分别放入培养皿中，调整培养箱的温度为26 ℃，培养时长为7d。使用血球计数法将对照的无菌水进行处理，制成浓度适当的悬浊液，放入培养箱中进行保存。

再将ZK1C、ZK2C分别接种与马铃薯培养基进行培养，培养7 d后再使用血球技术办法使用无菌水对菌株进行悬浊液的制作，并加入5%的吐温20。

当稗草长成至2叶期时，应选择长势相同的稗草进行研究，在每盆中种植10 棵稗草。再使用之前制作好的菌液喷洒在植株的茎叶中，与对照组进行对照，使用回收菌株法检测定植是否成功。继续观察稗草的生长情况，当稗草生长为2叶期时，应选择长势相同的稗草进行研究，在每盆中种植10 棵。配制2.5%五氟磺草胺可分散油悬浮剂，然后用水进行梯度稀释，将悬浮剂配置成不同的浓度梯度，再进行急性喷雾处理。放入培养箱内进行培养，测量稗草新鲜茎叶的重量，代入相关回归方程[8]。

5.2 结果分析

从抗五氟磺草胺的稗草中分离两株内生菌，分别为ZK1C、ZK2C，再将五氟黄草胺作为唯一的碳源放入无机盐培养皿中，等到培养第四天时，使用高效液相色谱法进行检测，检测五氟黄草胺的降解率。实验结果显示，ZK1C的降解率为44%，ZK2C的降解率为42%。

经相关文献报道，内生菌对多种作物的病症具有良好的抑制效果。感染内生菌的草本植物，当受到外界环境的胁迫时，适应能力会逐渐增强。感染内生菌的稗草在受到除草剂的胁迫时的抗药性增强，说明稗草内的内生菌可以有效降解五氟磺草胺，不仅可以提升稗草的抗药性，还可以促进稗草的大量繁殖，严重威胁农作物的质量与产量。但是内生菌内部是如何降解五氟磺草胺，以及如何提升稗草的抗药性的，则需要进行进一步的研究。本次实验仅仅是对内生菌对稗草对抗五氟磺草胺的影响进行探究，了解内生菌和抗药性之间的关系，为防止稗草的繁殖提供一定的根据。

6 结束语

在目前的农业除草试剂中，最常使用的是五氟磺草胺。但经长时间观察发现，稗草对五氟磺草胺已经产生了一定的耐药性。本次实验对稗草产生耐药性的原因进行探讨，由结果可知，主要原因为稗草内含有内生菌。因此，应重点对内生菌抗药性的原理和机制进行研究，找到可以除去稗草的方法，以更好地控制稗草的繁殖，提高农作物的产量，提升农作物的质量。

[1]刘圣越,王跃飞,何永志,等.内生真菌对宿主植物生长和次级代谢产物影响研究进展[J].天津中医药大学学报,2021,40(1):128-136.

[2]宋娜丽,张苇,张毅,等.山豆根内生菌发酵苦参的化学成分研究[J].中国现代医生,2020,58(33):48-54.

[3]杨鑫,郎德休,廖勇,等.微进化对阿萨希毛孢子菌生物膜相关表型及耐药性的影响研究[J].中华皮肤科杂志,2021,54(1):68-73.

[4]杜巧丽,杜昌廷,杨健,等.2016-2018年中国西部地区结核分枝杆菌耐药率及影响因素分析[J].疾病监测,2021,36(5):499-504.

[5]蒋希峰,宋伟丰.水稻田耐性生物型稗草对二氯喹啉酸的耐药性机制研究[J].安徽农业科学,2020,48(5):154-156.

[6]陈颐辉,滕斌,罗志祥,等.化感水稻6173内生真菌发酵产物对水稻和稗草苗期生长及生理生化特性的影响[J].核农学报,2017,5(31):124-131.

[7]Abdul Latif KHAN,Syed Abdullah GILANI,Muhammad WAQAS,et al.药用植物内生菌对作物生长及氧化应激的作用[J].浙江大学学报:B卷英文版,2017,18(2):125-137,186-197.

[8]曾晓宇.内生菌对稗草抗五氟磺草胺的影响[D].长沙:湖南农业大学,2017.

S451.21

A

2095-1205(2021)08-37-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.08.17

2020年度湖南省教育厅科学研究项目“探究内生菌对稗草抗药性的影响”（20C0734）