向日葵除草剂抗性研究情况

一、 研究背景

最常见的除草剂就是咪唑啉酮类（IMI）和一些磺脲类（SU）。从20世纪80年代以来这两类除草剂被广泛的使用，已经成为一种多种作物上均可以使用的主要的除草剂。抗（耐）除草剂品种能够快速使除草剂代谢成为失活态。对除草剂敏感的品种是因为缺少对除草剂的代谢解毒能力。IMI除草剂和SU除草剂的施用能够有效的控制杂草，因此深受农民的喜爱。

（一）IMI除草剂

1、发现

抗IMI 向日葵最早是1996年在美国堪萨斯州大豆田中发现的，之后通过回交转育，将抗IMI的基因转到向日葵中，产生了两个抗IMI 的自交系（IMISUN-1 和 IMISUN-2），该基因的转育最早是在美国法戈（Fargo）完成的。

2、IMI抗性向日葵的来源途径

关于抗IMI的向日葵有两种说法：一种是Clearfield^® system：该说法认为抗性基因是通过转育而来的，向日葵的IMI抗性由一个不完全显性基因Ahasl1-1

和另一个修饰基因的加性效应控制。该方法获得的抗IMI向日葵籽粒含油量较低，生物量较大。另一种是CL Plus system，该说法认为抗性基因是通过种子突变选择而来，向日葵的IMI抗性由Ahasl1-3基因单独控制，或者由Ahasl1-3和Ahasl1-1共同控制。该方法获得的向日葵籽粒含油量较高。

3、机理

IMI除草剂通过抑制支链氨基酸生物合成途径的关键酶即乳酸合

成酶 （AHAS）也叫乙酰乳酸合酶（ALS）来控制杂草。

4、症状

施用IMI除草剂会改变向日葵叶片的结构，使得叶片的气孔数减少，叶片厚度增加，引起杂草或不抗IMI的向日葵顶端分生组织坏死，生长停止，叶片黄化、皱缩。

5、使用

2003年开始Clearfield system 的除草剂使用成功，抗IMI除草剂

的向日葵杂交种占向日葵种植面积的25%。土耳其是最早施用IMI除草剂 的国家，之后是阿根廷、美国及亚洲、澳大利亚、非洲等国家。 在向日葵产区种植IMI抗性品种，6-8叶期结合IMI除草剂（甲 咪唑烟酸（imazapic）、咪唑乙烟酸（imazethapyr）、咪唑烟酸 （imazapyr）、咪草啶酸（imazamox））的施用能够有效的控制列当和主要的阔叶杂草。

培育抗IMI的向日葵时，建议按以下的除草剂施用剂量和方法来筛选育种材料：

• 杂合代（F₁，BC's）大田中使用IMI除草剂的剂量是1.0，而在温室内使用0.5的剂量;

• 纯合代 （F₂-F_n，BC+F₂-F_n's）

大田中使用2.0的剂量，温室内使用1.0的剂量。

（二）SU除草剂

1、发现

SU抗性向日葵最早发现于野生向日葵ANN-KAN和ANN-PUR（与抗IMI的向日葵在同一地块），之后通过抗性基因的回交转育，获得了抗SU除草剂的自交系SURES-1和SURES-2。

2、SU抗性向日葵的来源途径

目标抗性来源于Ahasl1位点P197L的突变，并且该性状的遗传由显性单基因控制。

3、使用

杜邦先锋和诺维萨德的IFVC是最先将抗SU杂交种投放到市场上的。通过对大田里商业种的观察，发现尽管除草剂的抗性是由显性单基因控制，但是必须父母本均携带抗SU基因。如果仅在一个亲本系中含有抗性基因，这样会导致制种过程中出现问题，就是如何生产出具有100%抗性的杂交种。所以种植这样的杂交种，种植者经常在大田中发现一定比例的不抗SU的植株。

二、 当前的趋势及未来的发展方向

SU除草剂与IMI除草剂相比能够控制更多的杂草，并且价格较IMI除草剂便宜，因此在向日葵产区使用的更广泛。但是SU除草剂控制列当和常规杂草的效果较差。同时两种除草剂的施用需要在向日葵6-8叶期，因此不能有效的控制已经发生的杂草，所以向日葵新品种的培育应当结合列当和除草剂抗性。同时，除草剂的施用也存在一些问题，如其残留会影响下一季作物的生产、杂草会产生抗性、基因漂移等问题。

当前向日葵育种及生产的趋势是培育同时抗列当、抗除草剂、抗病害的向日葵新品种，未来抗杂草的向日葵新品种应当结合抗列当、抗IMI、抗SU这三个特性，提高向日葵的生产和竞争能力。