刍议抗草甘膦杂草与抗性机制研究进展

摘要：当前，全球范围内已经大面积种植抗草甘膦转基因作物，给草甘膦的发展带来了更多的发展空间；但是随着抗草甘膦杂草的不断涌现，给草甘膦的应用带来一定阻碍。因此，本文重点研究抗草甘膦杂草与抗性机制，具有一定现实意义。

关键词：抗草甘膦杂草；抗性机制；检测；发展

1 概述

草甘膦作为内吸传导型的广谱灭生性除草剂，可以防治并清除一年生或者多年生的杂草；由于该种除草剂的杀草谱广，毒害性和残留量相对较低，当前已经在世界诸多地区投入使用。自1996年推出转基因作物以来，已经飞速发展，其中耐除草剂的转基因作物种植面积达到了60%左右，同时耐草甘膦转基因作物的种植面积占耐除草剂转基因作物约90%左右。

在长期性、单一性的草甘膦使用过程中，也产生了一些问题与缺陷，原本对草甘膦并不敏感的杂草，已经逐渐转为危害作物的主要杂草之一；同时，长期使用草甘膦还会对土壤微生物造成直接威胁，增强大豆根部的害病几率；尤其随着抗草甘膦杂草的出现，更是带来无法估量的经济损失。因此，加强对抗草甘膦杂草抗性机制的研究，采取科学、有效的检测方法，为后期治理工作提供重要保障。

2 抗草甘膦杂草的抗性机制分析

2.1抗药机制

对于大多数除草剂的应用来说，在敏感杂草中都表现出一定的活性。其中含有能够抑制植物生长和发育的关键酶，也就是除草剂的作用靶标。从广义角度来看，植物针对除草剂产生的抗药性，主要包括以下两方面：①基于靶标位点的抗药性。即靶标的酶基因出现了突变，造成除草剂无法抑制靶标酶的作用发挥；如靶标酶的关键编码区域中核苷酸已经被取代，进而重新编码后形成一个或若干个氨基酸，造成靶标酶失去了对除草剂的敏感性；②非靶标位点的抗药性。主要涉及到代谢抗性及隔离抗性，其中代谢抗性主要指通过代谢作用造成除草剂的失活，进而形成抗药性；隔离性则是通过杂草对除草剂产生屏蔽作用，造成除草剂无法发生作用，不能去除杂草。

2.2分子机制

从大量的研究实践来看，当前抗草甘膦牛筋草EPSPS的编码基因发生了较大变化，其中较为敏感的生物型EPSPS基因第319个核苷酸碱基应该为胞嘧啶C，但是在抗性生物型中已经转化为胸腺嘧啶T，同时第106位也随之从脯氨酸转变为丝氨酸。在新发现的抗生物型中，原本存在的胞嘧啶C也逐渐转变成鸟嘌呤A，而第106位的脯氨酸转变为苏氨酸。丝氨酸与苏氨酸都具备极性烃基基团，与脯氨酸相比存在较大差别，其亲水性良好；由于各种氨基酸的种类发生了改变，那么牛筋草EPSPS结构、功能都面临变化，与底物的亲和力有所增加，草甘膦就不能继续占有PEP结合位点，此时杂草对革甘膦产生了抗性。

2.3输导与分布机制

以非靶标位点抗草甘膦的瑞士黑麦草生物型、小蓬草生物型来看，主要以抗药性表现出向分生组织输导的草甘膦形式；草甘膦在敏感生物型杂草与抗性生物型杂草的体内，存在较多差异；而抗草甘膦瑞士黑麦草叶的尖部积累了大量的草甘膦，敏感型生物的草甘膦运输到根部位置，明显高于抗性生物。

3 抗草甘膦杂草的检测方法

3.1整株植物检测方法

采取整株植物检测方法，便于操作，具有良好的重复性，是杂草对除草剂抗性检验的主要方法之一。将可能产生抗草甘膦的杂草在适宜的条件下培养，一般禾本科杂草培养至3叶期，莎草科或阔叶科杂草则结合实际情况而定，需满足合理的称取生物量；采取不同剂量进行杂草处理，2～3周左右对其鲜重、干重等指标进行称量，通过回归模型计算抗药性。

3.2培养皿检测方法

与整株植物检测方法相比，培养皿检测更加方便、更加快捷，具体方法分析如下：将滤纸加入到培养皿中，分别将各种浓度、各种梯度的草甘膦加入其中，一般设置6个草甘膦，药剂可均匀地将滤纸浸透；此时，将杂草的种子置放到培养皿中，约10～12d左右进行发芽率、根长等指标观察，对其抗性水平进行计算和确定。

3.3症状指数检测方法

经过草甘膦对杂草进行处理之后，就会发生叶片卷曲、黄化等症状，按照症状发生的严重程度进行判定。当杂草种子在盆栽中培养一定阶段之后，可采取不同浓度的草甘膦进行处理，对不同杂草表现的症状进行观察和记录，判断其症状级别，计算杂草对草甘膦的抗性程度。

总之，在我国北方与南方地区的果园、非耕地中，已经长期性、大剂量地使用草甘膦，必将面临抗草甘膦杂草的风险。但是当前农村地区的除草技术相对滞后，除草剂的使用呈现粗放型管理状态，在今后杂革治理中引入新观念、新方法已成为必然趋势。只有加强对耕作方法的改进，优化选择作物品种，更好地发挥农艺措施、生态调控等作用，实现不同除草剂的轮换使用和交替使用，才能有效缓解抗药性杂草的大面积发生，同时加强对抗草甘膦杂草的检测，对有针对性地采取治理措施，起到积极作用。

（责任编辑 张芝）

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