野茼蒿(Conyza sumatrensis)對嘉磷塞之抗藥性及5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS)基因研究 - 農業知識入口網

嘉磷塞（glyphosate）為臺灣最常使用之非選擇性除草劑，於農地之使用約20年，近年各地野茼蒿（Conyza sumatrensis （Retz.） Walker）已呈現田間抗藥性之情況，構成防治管理上日趨嚴重之問題。本研究利用野茼蒿對嘉磷塞之劑量反應、shikimic acid含量變化及5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase（EPSPS）基因選殖，探討野茼蒿對嘉磷塞之抗藥特性。由台中縣地區採集之52族群野茼蒿種子，經播種、育苗至6-8葉齡，噴施次致死量（0.3 kg ai ha-1）之嘉磷塞（41% 溶液），初步篩選代表性之感性（susceptible, S）及抗性（resistant, R）野茼蒿。針對感、抗性野茼蒿幼苗，再進行0.05-1.6 kg ai ha-1嘉磷塞之劑量反應，施藥後14日，以乾重為基礎，經由log-loGIStic 程式估算感、抗性野茼蒿之ED50分別為0.07及0.56 kg ai ha-1，ED50 R/S值為8。抗性野茼蒿於施藥後2-3日，shikimic acid含量略增加，但隨天數增加而逐漸降為1.9 μmol g-1。感性野茼蒿於施藥後7日，shikimic acid累積為18 μmol g-1，約為抗性野茼蒿shikimic acid含量的9.5倍。利用反轉錄聚合酶鏈鎖反應（reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR）選殖感及抗性野茼蒿EPSPS基因，各有3條cDNA （EPSPS-1、EPSPS-2、EPSPS-3），感及抗性野茼蒿EPSPS-1 開放讀碼區（open reading frame, ORF）完全相同，長度為1341 bp，感及抗性野茼蒿EPSPS-2及EPSPS-3的ORF皆為1338 bp，相似度亦皆為96%。抗性野茼蒿EPSPS2有11個胺基酸與感性野茼蒿EPSPS2不同，其中抗性野茼蒿的4 個高度保留胺基酸之變異分別為68glycine (Gly, G)→glutamic acid (Glu, E)、196arginine (Arg, R)→Gly、416Arg→ cysteine (Cys, C)及428serine (Ser, S)→Cys，此4處胺基酸的改變，可能為抗藥性的原因之一。