內生菌對稗草抗藥性影響

曾曉宇　龍地兵　呂雅婷　胡　奇

內生菌對稗草抗藥性影響

曾曉宇龍地兵呂雅婷胡奇

（湖南交通工程學院湖南衡陽421000）

在水稻種植中，如何清除稗草，以避免對水稻的產量與質量的影響，成為科研人員所面臨的重點問題。此前，科研人員不斷增加除草劑的劑量與濃度，但使用過量除草劑會影響水稻的產量，也會使稗草產生一定的抗藥性。文章對內生菌對稗草的抗藥性影響進行了研究。

內生菌；稗草；抗藥性

現階段，我們已經清楚地認識到，要從根本上解決稗草問題，不僅僅是發明新的除草劑這么簡單，因為稗草會產生抗藥性，一味地發明除草劑是治標不治本的，還應該用科學的方法進行解決[1]。內生菌在自然界中的數量較為龐大，可以與植物一起共生、腐爛，與植物生長的每個階段緊密相連。內生菌的發現，則可以讓相關研究人員使用科學技術指導農民解決稗草抗藥性問題。

1 稗草的分布特點

我國的稗草主要生長在鹽分較高的稻田地區，稗草的適應能力較強，繁殖能力較快，在旱地或較為空曠的地區會大量繁殖，不僅會吸收稻田的營養，影響稻田的產量與質量，還會給常見的農作物如玉米、高粱等帶來較大的負面影響。毛鞘稗一般長在地質較好的老稻田里，而穿心稗一般生長在老稻田和深水田里，其生長發育的周期較長，不易脫落，其種子經常混入稻田中，進行大面積繁殖[2]。

稗草對生長條件的要求較低，一般當外界的平均溫度在12 ℃以上，就可以正常生長，但稗草生長最合適的溫度為25 ℃～30 ℃。這就說明，如果外部溫度不適合稗草生長，稗草的種子就不能發芽。稗草所在土壤保持濕潤時，稗草的生長情況最佳，但是當土壤深度較大，稗草的種子就會進入二次休眠的狀態。稗草的發育周期較長，一般在4月份生長發芽，但是等到7月份才可以開花，一般稗草的生育期可以達到80 d～150 d。

2 稗草抗藥性的危害

因為稗草中含有可以與農作物爭奪營養的物質，所以若農田中有大量稗草，就會與農作物競爭營養[3]。光頭稗和無芒稗中都會含有C4途徑，C4途徑具有較強的吸水能力、養分競爭能力，因此，即使在很惡劣的環境中，稗草都可以生存，而且會不斷吸收農作物的營養與水分，導致農作物的質量變差與產量降低。在我國的傳統稻田中，由于除草劑等農藥的大量使用，稗草已經產生了不同程度的耐藥性。并且隨著時間的推移，具有抗藥性的稗草種類也在不斷地增加。稗草在稻田雜草的種子庫占比為20%，具有較強的繁殖能力，而且隨著時間的推移，還會有病變的可能，病變時種子的多倍體會被繼續傳播。若大量稗草具有抗藥性，則無法用普通除草劑除去稗草[4]。由于稗草的繁殖能力較強，還會與其他的雜草進行雜交，使生物種群發生一定的變化，導致農作物的平衡被打破，不僅會給農業造成巨大的損失，還會給當地的經濟帶來不小的波動。

3 稗草抗藥性的研究進展

根據稗草的抗藥性，相關科研人員研究了一系列的除草劑，根據不同品種稗草的化學成分，具有針對性地進行除草劑的研究，不僅可以使稗草的進化方向變得單一，還可以控制稗草的繁殖速度[5]。

近年來，隨著全球污染越發嚴重，如何去除稗草也成為科研人員必須面對的問題。據相關數據可知，我國的稗草類型已經達到一百二十多種，其中絕大多數的稗草對化學除草劑已經產生了一定的耐藥性。在我國目前的農業種植中，稗草已經嚴重影響到了農作物的發展，雜草防除成了重大問題。由于稗草對環境的適應性較強，目前我國去除稗草的方式還是使用化學試劑。據相關文獻表明，稗草已經對以下藥物產生耐藥性：乙酰乳酸合成酶類、酰胺類、硫代氨基甲酸酯、二硝基苯胺類、羧化酶類、合成激素類、三唑類等[6]。

4 稗草內生菌對抗藥水平的影響

4.1 材料與方法

4.1.1 材料

材料包括待檢測的稗草。收集稗草種子，在收集的過程中，應該選擇顆粒較為飽滿的種子。種子收集完成后，放在室溫下進行自然晾干，使用信封進行保存，放在儲藏柜里進行運輸。還應準備具體的檢測試劑：2.5%的五氟磺草胺可分散油懸浮劑、94%五氟磺草胺原藥、32%丙環·嘧菌酯懸浮劑、6%春雷霉素可濕性粉劑[7]。

4.1.2 實驗方法

前期應該先進行預實驗，根據預實驗的結果將兩種殺菌劑分為5 個濃度梯度。具體方法如下。首先，按照實驗方案將殺菌劑配成適當的母液，將除草劑按一定的比例進行稀釋，再配合相應的培養基，將稀釋后的溶液放入培養基中，進行混勻。同時，將每個試劑分成3 個濃度梯度，并設置對照組，對照組選擇無菌水進行對比實驗。將菌種平板進行活化，再使用直徑為7 mm的打孔器進行打孔，則可得到適量大小的菌餅。然后對菌餅進行冷卻凝固，放置在含藥培養皿的中心。將恒溫箱調制為26 ℃，在培養箱中培養7 d后，再進行觀察。

在對稗草進行處理時，應盡量選擇長勢相同的稗草作為研究對象。每個盆種植10 棵稗草。配置溶液：將32%丙環·嘧菌酯懸浮劑配置成有效濃度為40 g/hm2的藥液，再次將6%春雷霉素可濕性粉劑配置為有效濃度為58 g/hm2的藥液，再使用生物噴霧對植物進行噴霧。對每種濃度的樣品進行挑選，分別進行處理，觀察與對照組的區別。在噴藥后的15 d，將稗草中剩余的新鮮莖葉進行測重，對相關數據進行分析。

4.2 結果分析

4.2.1 殺菌劑對內生菌的抑制作用

對稗草進行一段時間的培養，我們可以發現殺菌劑春雷霉素和丙環·嘧菌酯對稗草都具有一定的生長抑制作用，尤其對稗草中的內生降菌株ZK1C、ZK2C的生長具有較強的抑制性。

4.2.2 殺菌劑對稗草抗性的影響

由實驗結果可知，使用春雷霉素殺菌劑進行殺菌，可以有效制止稗草的生長活性。通過五氟磺草胺對抗性稗草的GR50進行實驗，由實驗結果可以得出，在對稗草使用丙環·嘧菌酯進行處理時，丙環·嘧菌酯的處理效果優于春雷霉素的處理結果。

5 內生降解菌ZK1C、ZK2C對稗草的影響

5.1 材料與方法

5.1.1 材料

材料包括待檢測的稗草，收集稗草種子，在收集的過程中，應該選擇顆粒較為飽滿的種子。將種子收集完成后，放在室溫下進行自然晾干，使用信封進行保存，放在儲藏柜里進行運輸。還應準備具體的檢測試劑：2.5%的五氟磺草胺可分散油懸浮劑。

5.1.2 方法

將保存好的ZK1C、ZK2C菌株分別放入培養皿中，調整培養箱的溫度為26 ℃，培養時長為7d。使用血球計數法將對照的無菌水進行處理，制成濃度適當的懸濁液，放入培養箱中進行保存。

再將ZK1C、ZK2C分別接種與馬鈴薯培養基進行培養，培養7 d后再使用血球技術辦法使用無菌水對菌株進行懸濁液的制作，并加入5%的吐溫20。

當稗草長成至2葉期時，應選擇長勢相同的稗草進行研究，在每盆中種植10 棵稗草。再使用之前制作好的菌液噴灑在植株的莖葉中，與對照組進行對照，使用回收菌株法檢測定植是否成功。繼續觀察稗草的生長情況，當稗草生長為2葉期時，應選擇長勢相同的稗草進行研究，在每盆中種植10 棵。配制2.5%五氟磺草胺可分散油懸浮劑，然后用水進行梯度稀釋，將懸浮劑配置成不同的濃度梯度，再進行急性噴霧處理。放入培養箱內進行培養，測量稗草新鮮莖葉的重量，代入相關回歸方程[8]。

5.2 結果分析

從抗五氟磺草胺的稗草中分離兩株內生菌，分別為ZK1C、ZK2C，再將五氟黃草胺作為唯一的碳源放入無機鹽培養皿中，等到培養第四天時，使用高效液相色譜法進行檢測，檢測五氟黃草胺的降解率。實驗結果顯示，ZK1C的降解率為44%，ZK2C的降解率為42%。

經相關文獻報道，內生菌對多種作物的病癥具有良好的抑制效果。感染內生菌的草本植物，當受到外界環境的脅迫時，適應能力會逐漸增強。感染內生菌的稗草在受到除草劑的脅迫時的抗藥性增強，說明稗草內的內生菌可以有效降解五氟磺草胺，不僅可以提升稗草的抗藥性，還可以促進稗草的大量繁殖，嚴重威脅農作物的質量與產量。但是內生菌內部是如何降解五氟磺草胺，以及如何提升稗草的抗藥性的，則需要進行進一步的研究。本次實驗僅僅是對內生菌對稗草對抗五氟磺草胺的影響進行探究，了解內生菌和抗藥性之間的關系，為防止稗草的繁殖提供一定的根據。

6 結束語

在目前的農業除草試劑中，最常使用的是五氟磺草胺。但經長時間觀察發現，稗草對五氟磺草胺已經產生了一定的耐藥性。本次實驗對稗草產生耐藥性的原因進行探討，由結果可知，主要原因為稗草內含有內生菌。因此，應重點對內生菌抗藥性的原理和機制進行研究，找到可以除去稗草的方法，以更好地控制稗草的繁殖，提高農作物的產量，提升農作物的質量。

[1]劉圣越,王躍飛,何永志,等.內生真菌對宿主植物生長和次級代謝產物影響研究進展[J].天津中醫藥大學學報,2021,40(1):128-136.

[2]宋娜麗,張葦,張毅,等.山豆根內生菌發酵苦參的化學成分研究[J].中國現代醫生,2020,58(33):48-54.

[3]楊鑫,郎德休,廖勇,等.微進化對阿薩希毛孢子菌生物膜相關表型及耐藥性的影響研究[J].中華皮膚科雜志,2021,54(1):68-73.

[4]杜巧麗,杜昌廷,楊健,等.2016-2018年中國西部地區結核分枝桿菌耐藥率及影響因素分析[J].疾病監測,2021,36(5):499-504.

[5]蔣希峰,宋偉豐.水稻田耐性生物型稗草對二氯喹啉酸的耐藥性機制研究[J].安徽農業科學,2020,48(5):154-156.

[6]陳頤輝,滕斌,羅志祥,等.化感水稻6173內生真菌發酵產物對水稻和稗草苗期生長及生理生化特性的影響[J].核農學報,2017,5(31):124-131.

[7]Abdul Latif KHAN,Syed Abdullah GILANI,Muhammad WAQAS,et al.藥用植物內生菌對作物生長及氧化應激的作用[J].浙江大學學報:B卷英文版,2017,18(2):125-137,186-197.

[8]曾曉宇.內生菌對稗草抗五氟磺草胺的影響[D].長沙:湖南農業大學,2017.

S451.21

A

2095-1205(2021)08-37-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.08.17

2020年度湖南省教育廳科學研究項目“探究內生菌對稗草抗藥性的影響”（20C0734）