《Environmental Pollution》：Evolution of multiple resistance under long-term herbicide exposure reshapes Mediterranean perennial agroecosystems
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摘要在多年生作物种植系统中，数十年来大量使用除草剂给环境带来了巨大压力，同时也加速了抗除草剂杂草种群的进化。在西班牙南部的安达卢西亚地区，柑橘园和橄榄园高度依赖草甘膦及其他作用机制的除草剂，这导致生态系统长期暴露于这些化学物质中，除草剂效果逐渐下降，同时化学投入量不断增加。我们调
摘要
在多年生作物种植系统中，数十年来大量使用除草剂给环境带来了巨大压力，同时也加速了抗除草剂杂草种群的进化。在西班牙南部的安达卢西亚地区，柑橘园和橄榄园高度依赖草甘膦及其他作用机制的除草剂，这导致生态系统长期暴露于这些化学物质中，除草剂效果逐渐下降，同时化学投入量不断增加。我们调查了11个果园中的10种主要杂草，以了解其抗性模式，并研究与其在环境中的持久性及污染物循环相关的生理机制。通过使用六种广泛应用的除草剂（阿特拉津、2,4-D、草甘膦、氧氟沙星、喹唑醇-乙酯和三苯炔草酮）进行快速筛选试验，发现双子叶植物和单子叶植物都存在广泛的多种交叉抗性。Amaranthus albus、A. viridis、Conyza bonariensis以及Solanum nigrum对阿特拉津、草甘膦和三苯炔草酮具有抗性，而Lolium rigidum和Sorghum halepense则表现出广谱抗性，这类抗性源于靶点改变以及更强的代谢解毒能力，不过这种能力可被细胞色素P450抑制剂马拉硫磷部分逆转。针对PSII、ALS、ACCase和EPSPS的生化检测，以及针对PPO类和生长素类除草剂的诊断测试，表明存在多种非靶点抗性途径，这说明在土壤-植物系统中除草剂的转化程度增加，降解动态也发生了变化。复杂抗性机制的出现反映出长期高强度使用除草剂所造成的选择压力，同时也意味着环境中的化学物质积累、非目标效应以及基于化学方法的杂草控制措施的可持续性都会面临更大风险。这些发现凸显出减少对除草剂的依赖、采用综合杂草管理策略的必要性，以此降低地中海农业生态系统中的污染物负荷。
章节节选
引言
在2024–2025生长季，西班牙南部安达卢西亚地区的柑橘园和橄榄园总面积约为1,730,180公顷，这一数据足以证明该地区是地中海流域中多年生作物种植规模最大的区域之一。橄榄园在该地区的占比最高，尤其是哈恩省（588,975公顷）、科尔多瓦省（414,271公顷）和塞维利亚省（299,667公顷），这三个省的橄榄和柑橘产量占该地区总量的大部分。这些
种子采集、除草剂使用历史及植物生长条件
2023年，我们从西班牙南部三个最重要的农业省份的11个不同田地（5个柑橘园和6个橄榄园）中采集了10种杂草的种子。这些采样地点代表了该地区具有较长使用历史（15–30年）的常见多年生作物种植系统（见表2）。在这些系统中，草甘膦是主要的出苗后除草剂，每年至少使用一次，用量为720或960克/公顷，而
除草剂快速筛选
快速除草剂筛选结果显示，柑橘园和橄榄园中的杂草种群普遍存在清晰且明确的抗性模式（见图1）。所有双子叶杂草种群在经过阿特拉津、草甘膦和三苯炔草酮处理后都能存活，这说明它们对这些作用机制的除草剂具有多重抗性。相比之下，以田间推荐剂量使用氧氟沙星时，这些杂草的存活率为0%，即被完全控制。不同杂草对2,4-D的反应差异较大：Amaranthus blitoides的存活率为0%，而A. albus
讨论
这项长期筛选试验的结果表明，西班牙南部三十多年来大量使用除草剂，使得侵害橄榄园和柑橘园的主要杂草出现了广泛且日益复杂的抗性模式。无论是单子叶植物还是双子叶植物，都对包括EPSPS、ACCase、ALS、PSII、PPO以及模拟生长素的除草剂在内的多种作用机制的除草剂具有多重抗性，这一现象充分体现了在依赖除草剂的种植管理方式下，持续且强烈的选择压力正在发挥作用，因为
结论
本研究为西班牙南部橄榄园和柑橘园中的主要杂草存在广泛的多重除草剂抗性提供了有力证据，而这些抗性的产生正是由于三十多年来反复且高强度使用除草剂所致。研究中发现了靶点抗性和非靶点抗性机制，这两种机制常常在同一杂草种群中共存，进一步增加了化学控制工作的难度。这些结果强调了有必要建立系统化、符合环境要求的
CRediT作者贡献说明
Rafael De Prado：文本撰写——审阅与编辑，文本撰写——初稿，项目监督，资源协调，项目管理，方法设计，概念构思。Ricardo Alcántara-de la Cruz：文本撰写——审阅与编辑，文本撰写——初稿，项目监督，项目管理，概念构思。Candelario Palma-Bautista：文本撰写——初稿，方法设计，实验研究，数据整理。José Alfredo Domínguez-Valenzuela：文本撰写——初稿，资源协调，方法设计，实验研究，资金筹集
未引用参考文献
Alcántara-de la Cruz等人，2019；Alcántara-de la Cruz等人，2026；Torra和Alcántara-de la Cruz，2022b；Torra等人，2022。
生成式AI及AI辅助技术声明
在撰写本手稿的过程中，作者使用了ChatGPT（OpenAI）来协助检查英语语法、进行语言编辑，以及提升文本的清晰度和简洁性。所有的科学内容、结果解读以及结论都是作者亲自制定并经过仔细审核的，作者对最终的手稿内容承担全部责任。
资金支持
本研究得到了科尔多瓦大学的Enrique Aguilar Benítez de Lugo研究计划的支持。
利益冲突声明
? 作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
致谢
Candelario Palma-Bautista（CVU 871332）感谢西班牙科学、人文、技术及创新部（SECIHTI）的博士后奖学金项目所提供的资助。
Antonia Rojano-Delgado|Sima Sohrabi|Javid Gherekhloo|José Alfredo Domínguez-Valenzuela|Candelario Palma-Bautista|Ricardo Alcántara-de la Cruz|Rafael De Prado
西班牙科尔多瓦大学农业化学、土壤科学与微生物学系
