抗苯磺隆猪殃殃乙酰乳酸合成酶的突变研究

抗苯磺隆猪殃殃乙酰乳酸合成酶的突变研究

中国农业科学 2010,43(5):972-977 Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.05.011

抗苯磺隆猪殃殃乙酰乳酸合成酶的突变研究

孙 健，王金信，张宏军，刘君良，卞圣楠

（1山东农业大学植物保护学院，山东泰安 271018；2农业部农药检定所，北京 100125）

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摘要:【目的】近几年,中国大部分冬小麦田猪殃殃（Galium aparine L.）用苯磺隆已无法有效控制。为明确猪殃殃对苯磺隆产生抗药性的分子机制，本试验从分子水平上开展研究，以初步明确乙酰乳酸合成酶（ALS）氨基酸序列的突变位点。【方法】通过对敏感和抗药性猪殃殃生物型ALS基因片段进行扩增、克隆和测序，比对2种生物型的ALS序列。【结果】与敏感生物型猪殃殃的ALS相比，抗药性猪殃殃生物型ALS有3个位点发生突变，其中位于高度保守区Domain B的第574位色氨酸被甘氨酸所取代。【结论】该位点的突变可能是猪殃殃对苯磺隆产生抗药性的主要原因。

关键词：抗药性；猪殃殃；乙酰乳酸合成酶；基因突变

Study on Mutations in ALS of Resistance to Tribenuron-Methyl

in Galium aparine L.

SUN Jian1, WANG Jin-xin1, ZHANG Hong-jun2, LIU Jun-liang1, BIAN Sheng-nan1

(1College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong; 2Institute for the Control of

Agrochemicals, Ministry of Agriculture, Beijing 100125)

Abstract: 【Objective】 In recent years, Galium aparine L. in most winter wheat fields in China could not be controlled by tribenuron-methyl. The objective of this study is to understand the molecular basis of the resistance mechanism to tribenuron-methyl in G. aparine and to find the specific mutation sites in amino acid sequence of acetolactate synthase (ALS) in the resistant biotype of G. aparine. 【Method】 Fragments encoding the ALS were amplified and cloned from G. aparine, susceptible (S) and resistant (R) biotypes to tribenuron-methyl, respectively, and sequenced subsequently. 【Result】 The result showed that the nucleotide sequence of R-biotype of G. aparine differed from that of the S biotype with three amino acid substitutions, of which, the amino acid substitution of Trp574 (TGG) to Gly (GGG) located in the highly conserved region Domain B. 【Conclusion】 The substitution of Trp574 might be responsible for the resistance to tribenuron-methyl in the R-biotype of G. aparine.

Key words: resistance; Galium aparine L.; acetolactate synthase; gene mutation

0 引言

【研究意义】猪殃殃（Galium aparine L.）是生长在冬小麦田和冬油菜田的一种恶性茜草科杂草[1]，危害非常严重。苯磺隆属于乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase, ALS）抑制剂类除草剂，因用量低、低残留、选择性强、杀草谱广以及对哺乳动物安全使之成为用于防除麦田阔叶杂草的重要除草剂[2-3]，但是，由于其作用位点单一，容易产生抗性[4-5]。近几年，由于长期

单一使用，在中国北方大部分冬小麦田，猪殃殃对苯磺隆产生了不同程度的抗药性[1]。【前人研究进展】大多数情况下，杂草对ALS抑制剂的抗性是由ALS基因一个或几个位点突变所致[6-7]。1992年Guttieri 等[8]首次报道了从靶标酶基因突变研究抗药性的机理，研究发现，毒莴苣（Lactuca serriola）和地肤（Kochia scoparia）对ALS抑制剂产生抗药性是由197位脯氨酸突变所致。此后，更多杂草或植物的ALS基因被相继克隆、测序、分析，以更好地解释抗药性机理。目

收稿日期：2009-08-24；接受日期：2009-10-21

基金项目：国家“十一五”科技支撑计划（2006BAD08A09）

作者简介：孙 健，硕士研究生。Tel：0538-8241114；E-mail：sunrain0309@。通信作者王金信，教授，博士。Tel：0538-8241114；E-mail：

Wangjx@