解析多花黑麦草（Lolium multiflorum）对甲基磺草酮（mesosulfuron-methyl）的双重抗性机制：作用位点与非作用位点的研究视角

多花黑麦草在河南发现两型抗性种群：HZ1因ALS基因Pro-197-Thr和Asp-376-Glu突变产生目标位点抗性，HZ2叠加P450代谢酶增强的非靶点抗性，抑制剂验证显示代谢途径贡献66.77%-70.53%抗性，分子对接证实突变降低除草剂结合力，为抗性管理提供新靶点。

　　

摘要

主要结论

Lolium multiflorum 通过ALS基因突变表现出对甲磺草酮的抗性；HZ2种群还通过P450途径表现出代谢抗性。

摘要

Lolium multiflorum 是一种常见于小麦田中的杂草，以其强烈的竞争性而闻名，会对粮食生产造成严重损害。这种杂草可能已经对甲磺草酮产生了抗性。本研究探讨了中国河南省某些地区L. multiflorum种群对甲磺草酮的反应。研究发现，与HX1敏感种群相比，HZ1和HZ2种群在全剂量响应测试中表现出抗性，抗性倍数分别为12.38倍和24.19倍。基因测序显示，这两个抗性种群在ALS基因的Pro-197-Thr和Asp-376-Glu位点发生了新的突变。一个关键发现是，地理位置相近的这两个种群具有不同的抗性机制：HZ1的抗性仅由靶点突变引起，而HZ2的抗性则由靶点突变和细胞色素P450单加氧酶介导的增强代谢共同驱动。这一结论通过应用P450抑制剂马拉硫磷（malathion）和PBO得到了验证，这两种抑制剂分别使HZ2的抗性降低了66.77%和70.53%。此外，两个抗性种群对异丙草酮（isoproturon）的敏感性均有所提高，这为该杂草的管理提供了潜在策略。分子对接模拟进一步证实，这些突变降低了除草剂的结合亲和力。我们的发现首次证明了中国L. multiflorum同时存在靶点和非靶点抗性，为诊断和管理除草剂抗性提供了重要见解。

图形摘要

主要结论

Lolium multiflorum 通过ALS基因突变表现出对甲磺草酮的抗性；HZ2种群还通过P450途径表现出代谢抗性。

摘要

Lolium multiflorum 是一种常见于小麦田中的杂草，以其强烈的竞争性而闻名，会对粮食生产造成严重损害。这种杂草可能已经对甲磺草酮产生了抗性。本研究探讨了中国河南省某些地区L. multiflorum种群对甲磺草酮的反应。研究发现，与HX1敏感种群相比，HZ1和HZ2种群在全剂量响应测试中表现出抗性，抗性倍数分别为12.38倍和24.19倍。基因测序显示，这两个抗性种群在ALS基因的Pro-197-Thr和Asp-376-Glu位点发生了新的突变。一个关键发现是，地理位置相近的这两个种群具有不同的抗性机制：HZ1的抗性仅由靶点突变引起，而HZ2的抗性则由靶点突变和细胞色素P450单加氧酶介导的增强代谢共同驱动。这一结论通过应用P450抑制剂马拉硫磷（malathion）和PBO得到了验证，这两种抑制剂分别使HZ2的抗性降低了66.77%和70.53%。此外，两个抗性种群对异丙草酮（isoproturon）的敏感性均有所提高，这为该杂草的管理提供了潜在策略。分子对接模拟进一步证实，这些突变降低了除草剂的结合亲和力。我们的发现首次证明了中国L. multiflorum同时存在靶点和非靶点抗性，为诊断和管理除草剂抗性提供了重要见解。

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