【摘要】：煙嘧磺隆是玉米田苗后主要除草劑之一,煙嘧磺隆使用面積的大幅度上升,其藥害問題也日益突出。除草劑安全劑是解決除草劑藥害的一個有效方法。本研究選用五種新型的除草劑安全劑進行試驗,篩選出一個既能緩解煙嘧磺隆藥害又不降低除草活性的安全劑,通過田間和溫室盆栽試驗確定安全劑效果。本文從靶標酶及解毒酶角度研究了安全劑提高不同玉米耐藥性的機制,利用實時熒光定量PCR檢測了煙嘧磺隆代謝途徑中解毒酶相關基因的表達量,以期從生理生化及分子水平揭示安全劑提高玉米對煙嘧磺隆的耐性機制。主要研究結果如下:1.采用盆栽生測法比較了五種不同安全劑對玉米煙嘧磺隆藥害的緩解效果及對煙嘧磺隆除草活性的影響。結果表明,雙苯VA唑酸和環(huán)丙磺酰胺緩解效果最好;解草酯僅能緩解低劑量煙嘧磺隆的藥害;解草唑、吡唑解草酯對煙嘧磺隆藥害幾乎沒有緩解作用。采用整株生測法測定安全劑、馬拉硫磷對煙嘧磺隆除草活性的影響,結果表明,雙苯VA唑酸和環(huán)丙磺酰胺能夠顯著提高煙嘧磺隆對稗草和馬唐的除草活性。馬拉硫磷對煙嘧磺隆對稗草的除草活性無顯著影響,而馬拉硫磷、雙苯VA唑酸和煙嘧磺隆混用顯著提高煙嘧磺隆對稗草的除草活性。雙苯VA唑酸對煙嘧磺隆的增效效果優(yōu)于環(huán)丙磺酰胺。2.通過田間小區(qū)試驗,評價雙苯VA唑酸或環(huán)丙磺酰胺與煙嘧磺隆混用效果,結果表明,煙嘧磺隆對玉米的藥害級別為2-3級,而添加雙苯VA唑酸或環(huán)丙磺酰胺后,玉米的藥害級別降為0級,表明兩種安全劑均可有效緩解煙嘧磺隆對玉米產生的藥害,同時還能緩解煙嘧磺隆與馬拉硫磷混用對玉米產生的藥害,對玉米田各類一年生雜草均有較高的防除效果,總體雜草防效均能達到7～9級。3.室內對玉米整株活性及靶標ALS酶活性進行了測定。結果表明,在整株水平上,煙嘧磺隆對普通玉米鄭單958和糯玉米鄭黃糯2號的株高抑制中濃度EC50分別為18.87 mg L-1、24.80 mg L-1;添加雙苯VA唑酸后,提高了這兩種玉米品種的耐藥性,煙嘧磺隆對二者的EC50值分別為249.28 mg L-1、275.51 mg L-1,分別提高了 13倍和11倍。鄭單958與鄭黃糯2號對煙嘧磺隆的耐藥性無顯著性差異。離體ALS酶活性測定表明,煙嘧磺隆對鄭單958和鄭黃糯2號離體ALS酶的I50分別為15.46μmolL-1、0.57μmol L-1,雙苯VA唑酸與煙嘧磺隆混用后,二者的I50值分別提高為34.11μmolL-1、2.17μmolL-1。以上結果表明,煙嘧磺隆對兩種玉米ALS酶活性抑制作用差異巨大,但對兩種玉米生長抑制作用差異不大,故推斷ALS酶不是造成玉米耐藥性差異的主要因素,亦不是安全劑解毒的主要靶標。4.室內對雙苯VA唑酸對玉米解毒系統(tǒng)的影響進行了研究。整株活性測定表明,P450單加氧酶抑制劑PBO、ABT或者馬拉硫磷顯著加重了煙嘧磺隆對兩種玉米的藥害,推測P450單加氧酶參與了煙嘧磺隆在玉米體內的代謝。添加了雙苯VA唑酸之后,能夠顯著緩解PBO、ABT或者馬拉硫磷對煙嘧磺隆玉米藥害的影響,其藥害程度明顯低于煙嘧磺隆單獨使用對玉米的藥害。通過以上結果推斷,雙苯VA唑酸可能通過提高P450單加氧酶活性來提高玉米對煙嘧磺隆的耐藥性,但亦有可能通過不被PBO、ABT、馬拉硫磷所抑制的P450單加氧酶途徑來提高玉米對煙嘧磺隆的耐藥性。雙苯VA唑酸對兩種玉米體內的GSH含量均無誘導作用,但可顯著提高其GST活性,且對GST誘導具有劑量和時間依賴性。雙苯VA唑酸處理4h鄭黃糯2號的GST活性達到最高,而鄭單958在處理12h達到最高,這說明雙苯VA唑酸對鄭黃糯2號的GST活性誘導更快,對鄭單958的誘導滯后。雙苯VA唑酸的水解酸對玉米GST活性同樣具有誘導作用,且與雙苯VA唑酸具有同樣的功效。GST活性的升高可能是雙苯VA唑酸緩解玉米煙嘧磺隆藥害的作用機制之一。雙苯VA唑酸對超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性無顯著影響。5.通過實時熒光定量PCR技術,研究了雙苯VA唑酸對玉米相關GST基因表達量的影響。結果表明,10個候選基因在鄭單958和鄭黃糯2號中的基因表達水平存在差異,GSTIV、GST6、GST3 基因在鄭單958中表達水平高于鄭黃糯2號,而鄭黃糯2號中表達水平較高僅為GST12基因。雙苯VA唑酸處理后兩種玉米體內表達量上調的基因相同,分別是GSZIV、GST6、GST31、MRP1。而在煙嘧磺隆+雙苯VA唑酸處理后,鄭黃糯2號體內上調表達的基因為GSTI、GSTIV、GST6、GSTT1、MRP1;鄭單958體內上調表達的基因為 GSTI、GSTIV、GST5、GST6、GST31、MRP1。在上述處理中,GSTIF、GST6、GST31、MRP1均存在表達量受雙苯VA唑酸誘導而提高,所以推斷GSTIV、GST6、GST31、MRP1基因可能是雙苯VA唑酸提高兩種玉米對煙嘧磺隆耐藥性的核心GST基因,是雙苯VA唑酸緩解玉米煙嘧磺隆藥害的作用機制之一。綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)雙苯VA唑酸、環(huán)丙磺酰胺能夠減輕煙嘧磺隆對玉米的藥害,提高施藥時玉米對不良環(huán)境的抵御能力。證實了雙苯VA唑酸能夠緩解煙嘧磺隆與馬拉硫磷混用對玉米的藥害,解決了煙嘧磺隆與有機磷農藥混用的技術難題。雙苯VA唑酸可能通過提高P450單加氧酶活性來提高玉米對煙嘧磺隆的耐藥性,但亦有可能通過不被PBO、ABT、馬拉硫磷所抑制的P450單加氧酶途徑來提高玉米對煙嘧磺隆的耐藥性。GSTIV、GSTI、GST31、MRP1基因表達量升高和GST活性的升高可能是雙苯VA唑酸緩解玉米煙嘧磺隆藥害的作用機制。
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【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S435.131

【參考文獻】

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本文編號：2391750