精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群萌发条件的比较

艾 萍， 吕 波， 李 俊， 董立尧，

(1.南京农业大学植物保护学院/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.南京农业大学理学院/江苏省农药学重点实验室，江苏南京 210095)



精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群萌发条件的比较

艾 萍1， 吕 波2， 李 俊1， 董立尧1，2

(1.南京农业大学植物保护学院/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.南京农业大学理学院/江苏省农药学重点实验室，江苏南京 210095)

为了比较对精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群在萌发特性上的差异，采用培养皿法研究了温度、光照、pH值、水势、盐胁迫对其萌发的影响。结果表明，pH值为4～10条件下，2个种群的萌发率无显著性差异；全光照条件下，抗性菵草的萌发率显著低于敏感菵草；10 ℃条件下，抗性菵草的萌发率显著低于敏感菵草；水势胁迫和盐分胁迫对抗性菵草萌发的影响大于敏感菵草，当水势为-0.5 MPa时，抗性菵草无萌发，敏感菵草萌发率为41.9%；当NaCl溶液浓度为160 mmol/L时，抗性菵草无萌发，敏感菵草的萌发率为51.7%。

菵草； 温度； 光照； pH值； 水势； 盐胁迫； 萌发

近年来，长江中下游地区菵草[Beckmanniasyzigachne(Steud.)Fernald]发生量显著上升，已成为小麦、油菜田中的恶性杂草[1-3]。由于长期单一使用精口恶唑禾草灵，使其药效降低，并使菵草逐渐产生了抗药性。

在杂草的生长过程中，萌发是一个重要的阶段。许多环境因子，如温度、光照、pH值和土壤湿度等都会对其产生影响[4-5]。前人研究结果表明，菵草对盐胁迫具有较高的耐性[6]。 Boe曾报道菵草在全黑暗与15 h黑暗/9 h光照条件下，萌发率之间无显著性差异[7]。但Hoffman等报道在全黑暗条件下菵草萌发率会降低[8]。饶娜报道菵草种子的最适萌发温度为10 ℃，萌发不需光照，对水分胁迫非常敏感，在水势为-0.6 MPa时萌发完全被抑制，但对盐胁迫具有较高的耐性，在pH 4～10之间，萌发率达到80%以上[9]。诸怡雯报道菵草种子萌发的最低温度Tb=7～8 ℃，最高温度Tm=35 ℃，最适温度To=20 ℃，萌发不需光照[10]。 但关于对精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群萌发条件的比较研究还未见报道。

本文通过对精口恶唑禾草灵抗性及敏感菵草种群萌发条件的比较研究，为控制抗精口恶唑禾草灵菵草种群的蔓延及其防除措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试种子 抗精口恶唑禾草灵菵草种群，2009年5月采于江苏省句容市小麦田(采用整株生测法，对精口恶唑禾草灵抗性倍数为174.42)。敏感菵草种群，2009年5月采于江苏省南京市中山陵(无用药历史)。

1.1.2 供试药剂 三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)，国药集团化学试剂有限公司生产。聚乙二醇6000(PEG6000)，上海山浦化工有限公司生产。氯化钠(NaCl)，汕头市西陇化工有限公司生产。

1.2 试验方法

试验采用培养皿法。将解除休眠的对精口恶唑禾草灵抗性及敏感的菵草种子置于2层滤纸铺垫的直径9 cm玻璃培养皿中，每皿40粒，重复4次，除温度试验与水势试验外均置于(温度：白天18 ℃，夜间13 ℃；光照周期：12 L/12 D；光照强度：8 000 lx)光照培养箱内培养10 d，然后观察记录其萌发数并进行统计分析。

1.2.1 温度对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响 温度设计为恒温5、10、15、20、25、30 ℃ 6个处理，光照周期为12 h/12 h，每培养皿加水5 mL，4次重复，置于培养箱中培养10 d。

1.2.2 光照对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响 光照处理设24 L(全光照)、12 L/12 D(光暗12 h交替)、24D(全黑暗)3个处理，每培养皿加水5 mL，4次重复。

1.2.3 酸碱度对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响 将菵草种子置于pH值为4、6、8、10的缓冲液中，以蒸馏水(pH值7.6)为对照。每培养皿加相应缓冲液5 mL， 4次重复，置于培养箱中培养10 d。缓冲液用25 mmol/L的三羟甲基氨基甲烷(Tris)配制，用HCl或NaOH调至设定的pH值。

1.2.4 水势对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响 用蒸馏水配制相对分子质量为6 000的聚乙二醇(PEG),质量浓度分别为72.51、113.38、145.29、172.41、196.39、218.13、238.16 g/L的水溶液，与之相应的水溶液水势为-0.1、-0.2、-0.3、-0.4、-0.5、-0.6、-0.7 MPa[11]。每培养皿加对应溶液5 mL， 4次重复，以加蒸馏水为对照，置于温度为15 ℃、光照为12 L/12 D培养箱内培养10 d，观察不同水势下对抗精口恶唑禾草灵菵草种子的萌发状况。

1.2.5 盐胁迫对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响 用氯化钠(NaCl)进行盐胁迫试验，浓度设置0、10、20、40、80、160、320 mmol/L，分别加相应的盐溶液5 mL于培养皿中，以蒸馏水为对照，4次重复。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel对数据进行处理、作图，采用DPS软件的Tukey法进行方差分析和多重比较(P=0.05)。

2 结果与分析

2.1 温度对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响

由图1可知，温度为5 ℃时，抗/敏种群均无萌发。温度为10 ℃时，抗性菵草萌发率上升至60.6%，敏感菵草上升至70.6%，抗性菵草的萌发率显著低于敏感菵草。温度为15 ℃时，抗性菵草萌发率上升到最高，为75.0%，敏感菵草萌发率上升到最高，为84.4%，两种群的萌发率无显著性差异。温度为20 ℃时，抗性菵草萌发率下降到36.9%，敏感菵草萌发率下降到41.9%，两种群的萌发率无显著性差异。温度为25 ℃、30 ℃时，抗性菵草及敏感菵草均无萌发，说明两种群在较高的温度下均无萌发，这与菵草冬季萌发的特点相符。

2.2 光照对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响

表1显示，抗/敏种群在全光照、光暗交替和全黑暗3种光照条件下均能萌发，且萌发趋势一致，萌发率依次为：光暗交替>全黑暗>全光照。光暗交替及全黑暗条件下抗性菵草与敏感菵草的萌发率没有显著性差异。全光照条件下，抗性菵草的萌发率均显著小于敏感菵草。表明全光照抑制抗性菵草及敏感菵草的萌发，且对抗性菵草的抑制作用大于敏感菵草。

表1 光照对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响

2.3 酸碱度对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响

图2显示，在不同的酸碱度(pH值4～10)溶液处理下，抗性菵草及敏感菵草的萌发率均在80%以上，且在各处理下，两种群的萌发率没有显著性差异。说明在一定酸碱度范围内对两种群的萌发均没有影响，这与饶娜报道的pH值在4～10范围内不是菵草萌发的限制性因素相符[9]。

2.4 水势对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群的影响

图3显示，随着水势降低，抗/敏菵草种群萌发率逐渐降低，且抗性种群对水势敏感性高于敏感种群。对照条件下，抗/敏菵草种群萌发率均高于80%，两种群萌发率无显著差异。在水势为-0.1～-0.5 MPa时，抗性种群萌发率均显著低于敏感种群，且在水势为-0.5 MPa时，抗性菵草无萌发，而敏感菵草萌发率为41.9%。在水势为-0.6～-0.7 MPa时，两种群均无萌发。

2.5 盐胁迫对抗精口恶唑禾草灵菵草种群及敏感菵草种群萌发的影响

图4显示,抗/敏菵草种群萌发率随着NaCl溶液浓度的增大均呈下降趋势，且抗性菵草的下降趋势更为明显。NaCl溶液浓度为10、20 mmol/L时，抗性菵草及敏感菵草的萌发率之间无显著性差异。NaCl溶液浓度为40、80、160 mmol/L时，敏感种群萌发率显著高于抗性种群。NaCl溶液浓度为160 mmol/L时,抗性菵草无萌发，敏感菵草的萌发率为51.7%。当NaCl溶液浓度为320 mmol/L时，两种群均无萌发。敏感菵草的萌发趋势与饶娜报道相同[9]。表明NaCl胁迫对抗性菵草萌发的抑制作用大于敏感菵草。

3 结论与讨论

对精口恶唑禾草灵抗性及敏感的两个菵草种群在萌发需要条件方面具有较多相似点。酸碱胁迫对两个种群的萌发没有影响，这与已报道的许多杂草种子在pH值为4～10时都可以萌发[12-13]的结论相符。光照是该抗性及敏感菵草种群萌发的非限制性因素。温度低于5 ℃、高于25 ℃时，两种群均不萌发，这与饶娜报道的菵草在25 ℃或高于25 ℃时不能萌发的结论相符[14]。水势与盐胁迫对两种群的萌发均有一定抑制作用，随着水势降低、盐溶液浓度的增加，其萌发率均呈下降趋势。位于年平均温度为15～16 ℃的长江流域的江苏、安徽、上海等地区，有适宜抗性菵草及敏感菵草萌发的温度、湿度，所以在这些地区，菵草发生与危害比较严重。

但是，这两个菵草种群在萌发条件方面也表现出不少差异。全光照条件对抗性菵草萌发的抑制作用大于敏感菵草。水势为-0.5 MPa时，抗性菵草无萌发，敏感菵草萌发率为41.9%。NaCl溶液浓度为160 mmol/L时，抗性菵草无萌发，敏感菵草的萌发率为51.7%。温度为10 ℃时，抗性菵草的萌发率显著小于敏感菵草。关于这种现象，昆虫抗药性研究上有许多相似的报道[15-17]，可能是因为菵草对精口恶唑禾草灵产生了抗药性，而在没有药剂的选择压力之下，抗性基因在自然竞争中是不利的，从而导致了其萌发在自然竞争中的劣势性。

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Comparison of Factors Affecting Seed Germination ofBeckmanniasyzigachneResistant and Susceptible Populations to Fenoxaprop-p-ethyl

AI Ping1， Lü Bo2， LI Jun1， DONG Li-yao1，2

(1.College of Plant Protection,Nanjing Agricultural University/Key Laboratory of Monitoring and Management of Crop Diseases and Pest Insects,Ministry of Agriculture,Nanjing 210095,China；2. College of Science,Nanjing Agricultural University/Jiangsu Key Laboratory of Pesticide,Nanjing 210095,China)

In order to investigate and compare the seed germination characteristics ofBeckmanniasyzigachnebetween the resistant and susceptible population to fenoxiaprop-p-ethyl,some factors affecting seed germination including temperture,light,pH value,water potential and NaCl stress have heen tested and evaluated via dish dipping method. The results showed that there was no significant difference to be found in seed germination rate between the resistant and susceptible population when pH values ranged from 4 to 10. Seed germination rate of the resistant population was signifcant lower than that of susceptible population under the whole light condition or at the temperature of 10 ℃. The inhibiting effect of water potential and NaCl stress on seed germination in the resistant population was higher than that of susceptible population. The germination in resistant population was completely inhibited under -0.5 MPa water potential,while the germination rate in susceptible population reached to 41.9%. The germination in resistant population was completely inhibited with 160 mmol/L NaCl treatment,while germination rate in the susceptible population reached to 51.7%.

Beckmanniasyzigachne； temperture； light； pH value； water potential； NaCl stress； germination

2011-04-11

国家自然科学基金(编号:30971928)；国家博士点基金(编号:2009097120046)。

艾 萍(1984—)，女，硕士研究生，研究方向为除草剂毒理及抗药性。E-mail：2008102115@njau.edu.cn。

董立尧，博士，教授，从事除草剂毒理及抗药性研究。Tel：(025)84395672； E-mail:dly@njau.edu.cn 。

Q142

A

1003-935X(2011)02-0036-04