麥田雜草對(duì)苯磺隆敏感性差異的生理生化機(jī)制研究.pdf

1、麥田常見雜草有薺菜、播娘蒿、澤漆、豬殃殃等，田間應(yīng)用發(fā)現(xiàn)苯磺隆對(duì)這些闊葉雜草防效差異較大。目前國(guó)際上仍然將雜草的抗藥性和敏感性研究作為雜草科學(xué)研究中最重要的中心課題之一。同樣，有關(guān)麥田不同雜草對(duì)苯磺隆的敏感性研究，對(duì)于揭示麥田雜草的敏感性機(jī)理，為苯磺隆的科學(xué)應(yīng)用提供了理論依據(jù)。 20世紀(jì)90年代后，磺酰脲類等超高效化學(xué)除草劑的開發(fā)應(yīng)用占據(jù)農(nóng)藥市場(chǎng)，代表著化學(xué)除草劑的發(fā)展方向。苯磺隆(tribenuron-methyl)是一類重要

2、的磺酰脲類麥田除草劑，廣泛用于冬小麥、春小麥、大麥和燕麥等麥類作物，有效防除一年生及多年生闊葉雜草，如播娘蒿、薺菜等。本研究以苯磺隆作用靶標(biāo)乙酰乳酸合成酶(ALS)，植物重要代謝酶谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶((3STs)和保護(hù)酶(SOD、POD)為測(cè)試對(duì)象，從不同雜草對(duì)苯磺隆的敏感性，磺酰脲類除草劑與有機(jī)磷類殺蟲劑混用對(duì)雜草及小麥的影響等多個(gè)方面系統(tǒng)研究了苯磺隆敏感性及選擇性機(jī)理。研究結(jié)果如下： 1、薺菜、播娘蒿、澤漆、豬殃殃對(duì)苯磺隆

3、的敏感性差異的盆栽法測(cè)定結(jié)果表明，麥田四種雜草對(duì)苯磺隆的敏感性差異明顯，澤漆對(duì)苯磺隆的敏感性最低，IC<,50>為123.16 g．a(chǎn).i·hm<'-2>；豬殃殃和薺菜次之，分別為8.47、1.07 g．a(chǎn).i·hm<'-2>；播娘蒿最敏感，為0.29 g．a(chǎn).i·hm<'-2>。 2、苯磺隆對(duì)雜草ALS活性的影響：離體條件下，苯磺隆對(duì)播娘蒿、澤漆ALS的IC<,50>值分別為6.40、54.90 mg．a(chǎn).i·L<'-1>?；?/p>

4、體條件下，經(jīng)苯磺隆18 g．a(chǎn).i·hm<'-2>處理后，播娘蒿體內(nèi)ALS活力低于對(duì)照，第9 d降為對(duì)照的31.20％，而敏感性低的澤漆處理后1-2d ALS活力雖略有下降，但第3d明顯提高，第4d達(dá)到峰值，為對(duì)照的2.90倍，此后逐漸恢復(fù)至對(duì)照水平。結(jié)果表明，麥田不同雜草體內(nèi)靶標(biāo)酶ALS的敏感性差異是對(duì)苯磺隆敏感性不同的重要原因之一。 3、苯磺隆對(duì)雜草GSTS活性的影響：4種雜草本身所含GSTs活性存在較大差異，澤漆GSTs活

5、性最高。經(jīng)苯磺隆處理后，澤漆與豬殃殃GSTs活性明顯提高，第4d時(shí)達(dá)到峰值，相對(duì)活性分別為1.23和1.25，并持續(xù)在較高水平；而薺菜、播娘蒿GSTs活性雖分別在第3、5d達(dá)到峰值，但多數(shù)時(shí)間相對(duì)活性低于1。結(jié)果表明，麥田不同雜草體內(nèi)代謝酶GSTs代謝能力的差異是對(duì)苯磺隆敏感性不同的另一重要原因。 4、苯磺隆對(duì)雜草SOD和POD活性的影響：經(jīng)苯磺隆18 g．a(chǎn).i·hm<'-2>莖葉處理后，對(duì)播娘蒿和澤漆SOD活性有明顯影響，播娘蒿在噴

6、施苯磺隆后，SOD活性呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，第7d時(shí)，其SOD活性降為同期對(duì)照的42.6％；而澤漆SOD活性在噴施苯磺隆后前3d表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，以后SOD活性開始增高。第7d時(shí)其SOD活性基本恢復(fù)到同期對(duì)照水平。可見，苯磺隆莖葉處理后，對(duì)苯磺隆敏感性低的澤漆能夠快速恢復(fù)清除超氧自由基的能力，從而解除苯磺隆對(duì)其脂質(zhì)的傷害是對(duì)苯磺隆敏感性降低的原因之一。 經(jīng)苯磺隆18 g．a(chǎn).i·hm<'-2>莖葉處理后，播娘蒿和澤漆POD活性均表現(xiàn)為先增

7、高后降低趨勢(shì)。噴施苯磺隆第3d，播娘蒿和澤漆POD活性均高于對(duì)照，并達(dá)到峰值。隨后POD活性開始降低，并在播娘蒿和澤漆間。呈現(xiàn)兩極分化。澤漆在噴施苯磺隆后5d，其體內(nèi)POD活性開始增高并高于對(duì)照。而播娘蒿體內(nèi)POD活性持續(xù)降低。苯磺隆莖葉處理后，對(duì)苯磺隆敏感性高的播娘蒿體內(nèi)POD活性降低導(dǎo)致清除H<,2>O<,2>能力降低，最終使脂質(zhì)傷害加重而導(dǎo)致整株枯萎。 5、采用硫酸銨沉淀法和葡聚糖(Sephadex G-25)凝膠層析法對(duì)

8、澤漆體內(nèi)乙酰乳酸合成酶進(jìn)行了初步分離純化，并對(duì)其在不同溫度下的半衰期作了初步的研究。結(jié)果表明，經(jīng)硫酸銨沉淀和Sephadex G-25凝膠層析后，測(cè)得該酶比活力為粗酶液的5.9倍。4℃下的該酶的活性半衰期為9-10d，-20℃下其活性半衰期為13-14d。 離體ALS酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究表明，播娘蒿體內(nèi)ALS酶Km為8.93mmol·L<'-1>，V<,max>為146.7890 mmol·L<'-1>．min<'-1>；澤漆體內(nèi)

9、ALS酶K<,m>為7.08mmol·L<'-1>，V<,max>為137.0238 mmol·L<'-1>·min<'-1>；對(duì)苯磺隆敏感性差異較大的兩種雜草體內(nèi)ALS酶K<,m>和V<,max>相差不大，表明該兩種雜草對(duì)苯磺隆敏感性產(chǎn)生差異的原因并不是由于靶標(biāo)酶ALS結(jié)構(gòu)發(fā)生變異而引起的。 6、苯磺隆與氧化樂果混用對(duì)澤漆幼芽的抑制作用研究結(jié)果表明，在一定濃度范圍內(nèi)，苯磺隆與氧化樂果混用后對(duì)澤漆幼芽長(zhǎng)的抑制率隨各自用量的增加而

10、提高。兩者混用后，以苯磺隆為基準(zhǔn)的EC<,50>等效線位于相加效應(yīng)線之下，但離等效線較近，說明氧化樂果的加入略微增加了對(duì)澤漆的抑制作用。但是以氧化樂果為基準(zhǔn)的EC<,50>等效線大部分位于相加效應(yīng)線之上，或在相加效應(yīng)線附近，說明在一定濃度范圍內(nèi)苯磺隆的加入反而降低了對(duì)澤漆的抑制作用。 7、苯磺隆與氧化樂果混用對(duì)小麥幼芽的抑制作用研究結(jié)果表明，一定濃度范圍內(nèi)，兩者混用后對(duì)小麥芽長(zhǎng)的抑制率隨各自用量的增加而提高：并與各自單用相比，芽長(zhǎng)抑制率

11、均有一定的提高。苯磺隆與氧化樂果混用，無論是以苯磺隆為基準(zhǔn)還是以氧化樂果為基準(zhǔn)的EC<,50>等效線，均位于相加效應(yīng)線之下，且距相加效應(yīng)線較遠(yuǎn)，說明兩者混用對(duì)小麥幼芽有明顯的抑制作用。苯磺隆與氧化樂果混用易對(duì)小麥產(chǎn)生藥害的研究結(jié)果表明，苯磺隆與氧化樂果單用及混用莖葉處理小麥后，無論是苯磺隆、氧化樂果還是兩者混用都能提高小麥體內(nèi)GSTs活性。兩者混用時(shí)，小麥體內(nèi)GSTs活性第1d就有明顯提高，第2d時(shí)達(dá)到峰值，相對(duì)活性分別為1.47和1.