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中国农业科学|江苏省农业科学院油菜创新团队揭示油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理

2026-06-19 13:25:18

甘蓝型油菜（Brassica napus）属十字花科芸薹属，是我国第一大植物食用油原料作物，在保障油脂和蛋白粕供应中起到重要作用。当前我国食用油自给率严重不足，仅为1/3左右，食用油的战略安全受到严重威胁。草害是影响油菜产量的重要生物灾害之一，我国油菜杂草危害面积占47%—90%，造成常年产量损失15%—20%，严重时高达50%以上，制约了我国油菜生产的发展和产业水平的提升。抗性品种结合化学防除技术是解决草害问题最经济有效的途径。因此，精准鉴定除草剂抗性种质的抗性水平并揭示其抗性机理，对抗除草剂种质创制和育种发展具有重要意义。

近期，江苏省农业科学院油菜创新团队完成的题为“油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷9期正式发表。

该研究通过苗期外源喷施5类ALS抑制剂类除草剂（磺酰脲-SU、磺酰胺羧基三唑啉酮-SCT、咪唑啉酮-IMI、嘧啶水杨酸-PB和三唑嘧啶-TP），鉴定其抗性水平和生物量的毒理学响应；通过体外酶活性抑制试验与实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术分析靶标酶敏感性及两个靶基因的表达模式；同时测定丙二醛含量及多种抗氧化酶活性以评估氧化应激响应。

结果显示，5N对SU和SCT类除草剂表现出16倍田间推荐浓度（16×RC）的高抗性，对IMI类为4×RC的中等抗性，对PB和TP类抗性较低；生物量毒理学响应结果与上述抗性谱趋势一致。

机理研究表明：

（1）靶标机制：5N的ALS酶对各类除草剂（20—300 µmol·L^-1）的敏感性均显著低于N131，且其ALS的表达上调幅度与持续时间显著高于N131；

（2）非靶标机制：SU和SCT类除草剂处理后，5N中丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性以及解毒基因BnCYP86A2、BnCYP71B3、BnGST39和BnGST78的表达量均显著高于N131，而在PB、IMI和TP类除草剂处理组较为复杂。

综上，油菜5N对ALS抑制剂类除草剂存在广谱但差异性的交互抗性，该抗性主要由靶标酶的低敏感性与靶基因的突变共同介导，而增强的解毒和抗氧化能力等非靶标抗性机制对抗性表型的产生也起到了辅助作用。研究明确了SCT类除草剂可作为苗期SU类的安全替代选择，并为在抗除草剂育种中合理利用5N的交互抗性性状提供了技术支撑。

江苏省农业科学院经济作物研究所胡茂龙研究员为该文通讯作者，郭月为第一作者。

该研究获得江苏省基础研究计划（BK20251970）、科技创新 2030—重大项目（2023ZD0404203）、国家自然科学基金青年科学基金（31901503）、江苏省农业科技自主创新资金（CX(22)3084）、国家农业现代产业技术体系建设专项（CARS-12）、江苏省农业科学院科研基金（KYJJ(25)0503）的资助。

全文链接：

《油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理》

郭月, 张云龙, 刘德才, 王俊禹, 刘湟捷, 邵晓琪, 彭琦, 于仕程, 祁余容, 高建芹, 张洁夫, 胡茂龙. 油菜5N对ALS抑制剂类除草剂的交互抗性机理[J]. 中国农业科学, 2026, 59(9): 1887-1902.

GUO Yue, ZHANG YunLong, LIU DeCai, WANG JunYu, LIU HuangJie, SHAO XiaoQi, PENG Qi, YU ShiCheng, QI YuRong, GAO JianQin, ZHANG JieFu, HU MaoLong. The Cross-Resistance Mechanism of Rapeseed 5N to ALS Inhibitor Herbicides[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(9): 1887-1902.

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