精口惡唑禾草靈抗性及敏感菵草種群萌發(fā)條件的比較

艾 萍， 呂 波， 李 俊， 董立堯，

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/農(nóng)業(yè)部作物病蟲害監(jiān)測與防控重點開放實驗室，江蘇南京 210095； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院/江蘇省農(nóng)藥學(xué)重點實驗室，江蘇南京 210095)

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精口惡唑禾草靈抗性及敏感菵草種群萌發(fā)條件的比較

艾 萍1， 呂 波2， 李 俊1， 董立堯1，2

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/農(nóng)業(yè)部作物病蟲害監(jiān)測與防控重點開放實驗室，江蘇南京 210095； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院/江蘇省農(nóng)藥學(xué)重點實驗室，江蘇南京 210095)

為了比較對精口惡唑禾草靈抗性及敏感菵草種群在萌發(fā)特性上的差異，采用培養(yǎng)皿法研究了溫度、光照、pH值、水勢、鹽脅迫對其萌發(fā)的影響。結(jié)果表明，pH值為4～10條件下，2個種群的萌發(fā)率無顯著性差異；全光照條件下，抗性菵草的萌發(fā)率顯著低于敏感菵草；10 ℃條件下，抗性菵草的萌發(fā)率顯著低于敏感菵草；水勢脅迫和鹽分脅迫對抗性菵草萌發(fā)的影響大于敏感菵草，當(dāng)水勢為-0.5 MPa時，抗性菵草無萌發(fā)，敏感菵草萌發(fā)率為41.9%；當(dāng)NaCl溶液濃度為160 mmol/L時，抗性菵草無萌發(fā)，敏感菵草的萌發(fā)率為51.7%。

菵草； 溫度； 光照； pH值； 水勢； 鹽脅迫； 萌發(fā)

近年來，長江中下游地區(qū)菵草[Beckmanniasyzigachne(Steud.)Fernald]發(fā)生量顯著上升，已成為小麥、油菜田中的惡性雜草[1-3]。由于長期單一使用精口惡唑禾草靈，使其藥效降低，并使菵草逐漸產(chǎn)生了抗藥性。

在雜草的生長過程中，萌發(fā)是一個重要的階段。許多環(huán)境因子，如溫度、光照、pH值和土壤濕度等都會對其產(chǎn)生影響[4-5]。前人研究結(jié)果表明，菵草對鹽脅迫具有較高的耐性[6]。 Boe曾報道菵草在全黑暗與15 h黑暗/9 h光照條件下，萌發(fā)率之間無顯著性差異[7]。但Hoffman等報道在全黑暗條件下菵草萌發(fā)率會降低[8]。饒娜報道菵草種子的最適萌發(fā)溫度為10 ℃，萌發(fā)不需光照，對水分脅迫非常敏感，在水勢為-0.6 MPa時萌發(fā)完全被抑制，但對鹽脅迫具有較高的耐性，在pH 4～10之間，萌發(fā)率達到80%以上[9]。諸怡雯報道菵草種子萌發(fā)的最低溫度Tb=7～8 ℃，最高溫度Tm=35 ℃，最適溫度To=20 ℃，萌發(fā)不需光照[10]。 但關(guān)于對精口惡唑禾草靈抗性及敏感菵草種群萌發(fā)條件的比較研究還未見報道。

本文通過對精口惡唑禾草靈抗性及敏感菵草種群萌發(fā)條件的比較研究，為控制抗精口惡唑禾草靈菵草種群的蔓延及其防除措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試種子 抗精口惡唑禾草靈菵草種群，2009年5月采于江蘇省句容市小麥田(采用整株生測法，對精口惡唑禾草靈抗性倍數(shù)為174.42)。敏感菵草種群，2009年5月采于江蘇省南京市中山陵(無用藥歷史)。

1.1.2 供試藥劑 三(羥甲基)氨基甲烷(Tris)，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。聚乙二醇6000(PEG6000)，上海山浦化工有限公司生產(chǎn)。氯化鈉(NaCl)，汕頭市西隴化工有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

試驗采用培養(yǎng)皿法。將解除休眠的對精口惡唑禾草靈抗性及敏感的菵草種子置于2層濾紙鋪墊的直徑9 cm玻璃培養(yǎng)皿中，每皿40粒，重復(fù)4次，除溫度試驗與水勢試驗外均置于(溫度：白天18 ℃，夜間13 ℃；光照周期：12 L/12 D；光照強度：8 000 lx)光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)10 d，然后觀察記錄其萌發(fā)數(shù)并進行統(tǒng)計分析。

1.2.1 溫度對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響 溫度設(shè)計為恒溫5、10、15、20、25、30 ℃ 6個處理，光照周期為12 h/12 h，每培養(yǎng)皿加水5 mL，4次重復(fù)，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10 d。

1.2.2 光照對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響 光照處理設(shè)24 L(全光照)、12 L/12 D(光暗12 h交替)、24D(全黑暗)3個處理，每培養(yǎng)皿加水5 mL，4次重復(fù)。

1.2.3 酸堿度對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響 將菵草種子置于pH值為4、6、8、10的緩沖液中，以蒸餾水(pH值7.6)為對照。每培養(yǎng)皿加相應(yīng)緩沖液5 mL， 4次重復(fù)，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10 d。緩沖液用25 mmol/L的三羥甲基氨基甲烷(Tris)配制，用HCl或NaOH調(diào)至設(shè)定的pH值。

1.2.4 水勢對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響 用蒸餾水配制相對分子質(zhì)量為6 000的聚乙二醇(PEG),質(zhì)量濃度分別為72.51、113.38、145.29、172.41、196.39、218.13、238.16 g/L的水溶液，與之相應(yīng)的水溶液水勢為-0.1、-0.2、-0.3、-0.4、-0.5、-0.6、-0.7 MPa[11]。每培養(yǎng)皿加對應(yīng)溶液5 mL， 4次重復(fù)，以加蒸餾水為對照，置于溫度為15 ℃、光照為12 L/12 D培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)10 d，觀察不同水勢下對抗精口惡唑禾草靈菵草種子的萌發(fā)狀況。

1.2.5 鹽脅迫對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響 用氯化鈉(NaCl)進行鹽脅迫試驗，濃度設(shè)置0、10、20、40、80、160、320 mmol/L，分別加相應(yīng)的鹽溶液5 mL于培養(yǎng)皿中，以蒸餾水為對照，4次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel對數(shù)據(jù)進行處理、作圖，采用DPS軟件的Tukey法進行方差分析和多重比較(P=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響

由圖1可知，溫度為5 ℃時，抗/敏種群均無萌發(fā)。溫度為10 ℃時，抗性菵草萌發(fā)率上升至60.6%，敏感菵草上升至70.6%，抗性菵草的萌發(fā)率顯著低于敏感菵草。溫度為15 ℃時，抗性菵草萌發(fā)率上升到最高，為75.0%，敏感菵草萌發(fā)率上升到最高，為84.4%，兩種群的萌發(fā)率無顯著性差異。溫度為20 ℃時，抗性菵草萌發(fā)率下降到36.9%，敏感菵草萌發(fā)率下降到41.9%，兩種群的萌發(fā)率無顯著性差異。溫度為25 ℃、30 ℃時，抗性菵草及敏感菵草均無萌發(fā)，說明兩種群在較高的溫度下均無萌發(fā)，這與菵草冬季萌發(fā)的特點相符。

2.2 光照對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響

表1顯示，抗/敏種群在全光照、光暗交替和全黑暗3種光照條件下均能萌發(fā)，且萌發(fā)趨勢一致，萌發(fā)率依次為：光暗交替>全黑暗>全光照。光暗交替及全黑暗條件下抗性菵草與敏感菵草的萌發(fā)率沒有顯著性差異。全光照條件下，抗性菵草的萌發(fā)率均顯著小于敏感菵草。表明全光照抑制抗性菵草及敏感菵草的萌發(fā)，且對抗性菵草的抑制作用大于敏感菵草。

表1 光照對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響

2.3 酸堿度對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響

圖2顯示，在不同的酸堿度(pH值4～10)溶液處理下，抗性菵草及敏感菵草的萌發(fā)率均在80%以上，且在各處理下，兩種群的萌發(fā)率沒有顯著性差異。說明在一定酸堿度范圍內(nèi)對兩種群的萌發(fā)均沒有影響，這與饒娜報道的pH值在4～10范圍內(nèi)不是菵草萌發(fā)的限制性因素相符[9]。

2.4 水勢對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群的影響

圖3顯示，隨著水勢降低，抗/敏菵草種群萌發(fā)率逐漸降低，且抗性種群對水勢敏感性高于敏感種群。對照條件下，抗/敏菵草種群萌發(fā)率均高于80%，兩種群萌發(fā)率無顯著差異。在水勢為-0.1～-0.5 MPa時，抗性種群萌發(fā)率均顯著低于敏感種群，且在水勢為-0.5 MPa時，抗性菵草無萌發(fā)，而敏感菵草萌發(fā)率為41.9%。在水勢為-0.6～-0.7 MPa時，兩種群均無萌發(fā)。

2.5 鹽脅迫對抗精口惡唑禾草靈菵草種群及敏感菵草種群萌發(fā)的影響

圖4顯示,抗/敏菵草種群萌發(fā)率隨著NaCl溶液濃度的增大均呈下降趨勢，且抗性菵草的下降趨勢更為明顯。NaCl溶液濃度為10、20 mmol/L時，抗性菵草及敏感菵草的萌發(fā)率之間無顯著性差異。NaCl溶液濃度為40、80、160 mmol/L時，敏感種群萌發(fā)率顯著高于抗性種群。NaCl溶液濃度為160 mmol/L時,抗性菵草無萌發(fā)，敏感菵草的萌發(fā)率為51.7%。當(dāng)NaCl溶液濃度為320 mmol/L時，兩種群均無萌發(fā)。敏感菵草的萌發(fā)趨勢與饒娜報道相同[9]。表明NaCl脅迫對抗性菵草萌發(fā)的抑制作用大于敏感菵草。

3 結(jié)論與討論

對精口惡唑禾草靈抗性及敏感的兩個菵草種群在萌發(fā)需要條件方面具有較多相似點。酸堿脅迫對兩個種群的萌發(fā)沒有影響，這與已報道的許多雜草種子在pH值為4～10時都可以萌發(fā)[12-13]的結(jié)論相符。光照是該抗性及敏感菵草種群萌發(fā)的非限制性因素。溫度低于5 ℃、高于25 ℃時，兩種群均不萌發(fā)，這與饒娜報道的菵草在25 ℃或高于25 ℃時不能萌發(fā)的結(jié)論相符[14]。水勢與鹽脅迫對兩種群的萌發(fā)均有一定抑制作用，隨著水勢降低、鹽溶液濃度的增加，其萌發(fā)率均呈下降趨勢。位于年平均溫度為15～16 ℃的長江流域的江蘇、安徽、上海等地區(qū)，有適宜抗性菵草及敏感菵草萌發(fā)的溫度、濕度，所以在這些地區(qū)，菵草發(fā)生與危害比較嚴(yán)重。

但是，這兩個菵草種群在萌發(fā)條件方面也表現(xiàn)出不少差異。全光照條件對抗性菵草萌發(fā)的抑制作用大于敏感菵草。水勢為-0.5 MPa時，抗性菵草無萌發(fā)，敏感菵草萌發(fā)率為41.9%。NaCl溶液濃度為160 mmol/L時，抗性菵草無萌發(fā)，敏感菵草的萌發(fā)率為51.7%。溫度為10 ℃時，抗性菵草的萌發(fā)率顯著小于敏感菵草。關(guān)于這種現(xiàn)象，昆蟲抗藥性研究上有許多相似的報道[15-17]，可能是因為菵草對精口惡唑禾草靈產(chǎn)生了抗藥性，而在沒有藥劑的選擇壓力之下，抗性基因在自然競爭中是不利的，從而導(dǎo)致了其萌發(fā)在自然競爭中的劣勢性。

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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

國家自然科學(xué)基金(編號:30971928)；國家博士點基金(編號:2009097120046)。

艾 萍(1984—)，女，碩士研究生，研究方向為除草劑毒理及抗藥性。E-mail：2008102115@njau.edu.cn。

董立堯，博士，教授，從事除草劑毒理及抗藥性研究。Tel：(025)84395672； E-mail:dly@njau.edu.cn 。

Q142

A

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