異型莎草（Cyperus difformis L.）是莎草科（Cyperaceae）莎草屬（Cyperus）一年生雜草，適生於水田或水邊溼地，在我國分布廣，全國各地均有分布，主要危害水稻生產。
圖1 異型莎草種子 圖2 水稻田異型莎草
上世紀80年代末和90年代初，苄嘧磺隆和吡嘧磺隆在我國水稻田相繼登記使用，可有效防除異型莎草。這兩種除草劑屬於乙醯羥酸合酶（Acetohydroxyacid synthase,AHAS）抑制劑類，也稱乙醯乳酸合成酶（Acetolactate synthase, ALS）抑制劑。AHAS是植物或微生物體內纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸三種支鏈胺基酸生物合成過程的第一階段的關鍵酶。AHAS抑制劑可以結合在AHAS通道的某些胺基酸位點上，阻斷底物進入AHAS的通道，進而使支鏈胺基酸的合成途徑受阻，導致植物不能進行細胞分裂而死亡。但隨著這兩種除草劑使用年限的增加，防除效果已大不如前。
為了明確田間異型莎草對吡嘧磺隆等AHAS抑制劑抗性水平，2011-2015年我們在湖北、湖南、江西、江蘇、安徽、遼寧和黑龍江共7個省水稻田採集了38個異型莎草種群。經生物測定發現，其中採自湖南、江西、安徽、江蘇的16個種群對吡嘧磺隆產生不同程度抗性（圖3），在30 g a.i./ha吡嘧磺隆處理下存活率為25%-100%。
圖3 異型莎草種群採集地點及抗性種群分布
通過染色體步移等技術克隆異型莎草AHAS全序列，比對抗性與敏感種群保守區位點的差異。結果顯示，與敏感種群相比，16個抗藥性種群AHAS保守區域均有突變發生，突變類型分別為197位脯氨酸（Pro）突變為精氨酸（Arg）、絲氨酸（Ser）、亮氨酸（Leu），376位天冬氨酸（Asp）突變為穀氨酸（Glu），574位色氨酸（Trp）突變為亮氨酸（Leu）；在同一種群中發現有多種突變類型，如種群YX12-14（湖南安鄉）中包括Pro-197-Arg和Asp-376-Glu突變類型，YX12-15（湖南桃源）中包括Pro-197-Arg和Trp-574-Leu突變類型，YX15-22（安徽宣州）中包括Pro-197-Arg、Ser、Leu突變類型，YX15-32（江蘇楊舍）中包括Pro-197- Ser和Trp-574-Leu突變類型。圖4展示了不同突變類型佔總檢測種群數量的比例。
圖4 異型莎草AHAS基因不同突變型所佔比例
整株生物測定結果顯示，574位發生突變的種群對幾種AHAS抑制劑的交互抗性水平高於376位突變的種群，197位發生突變的種群交互抗性水平最低。與敏感種群相比，抗性水平最低的種群對吡嘧磺隆的抗性倍數（Ri）依然能達到300倍以上，而574位發生突變的種群抗性倍數高達3000倍以上，同時574位發生突變的種群對水稻田另外幾種AHAS抑制劑如苄嘧磺隆、五氟磺草胺、雙草醚也有較高水平的抗性。
在生產上按登記標籤的推薦劑量施用相應的AHAS抑制劑類除草劑對異型莎草防效較差時，應該選用醯胺類、苯氧羧酸類等其他作用機制的除草劑輪換使用或混用進行防治，以提高除草效果，延緩雜草抗性發展。
詳細研究結果見作者在近期《Pesticide Biochemistry and Physiology》Volume 166，June 2020, 104571發表的文章。