【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(gè)有效方法。本研究選用五種新型的除草劑安全劑進(jìn)行試驗(yàn),篩選出一個(gè)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(yàn)確定安全劑效果。本文從靶標(biāo)酶及解毒酶角度研究了安全劑提高不同玉米耐藥性的機(jī)制,利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)了煙嘧磺隆代謝途徑中解毒酶相關(guān)基因的表達(dá)量,以期從生理生化及分子水平揭示安全劑提高玉米對(duì)煙嘧磺隆的耐性機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:1.采用盆栽生測(cè)法比較了五種不同安全劑對(duì)玉米煙嘧磺隆藥害的緩解效果及對(duì)煙嘧磺隆除草活性的影響。結(jié)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(duì)煙嘧磺隆藥害幾乎沒有緩解作用。采用整株生測(cè)法測(cè)定安全劑、馬拉硫磷對(duì)煙嘧磺隆除草活性的影響,結(jié)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(duì)稗草和馬唐的除草活性。馬拉硫磷對(duì)煙嘧磺隆對(duì)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(duì)稗草的除草活性。雙苯VA唑酸對(duì)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(yàn),評(píng)價(jià)雙苯VA唑酸或環(huán)丙磺酰胺與煙嘧磺隆混用效果,結(jié)果表明,煙嘧磺隆對(duì)玉米的藥害級(jí)別為2-3級(jí),而添加雙苯VA唑酸或環(huán)丙磺酰胺后,玉米的藥害級(jí)別降為0級(jí),表明兩種安全劑均可有效緩解煙嘧磺隆對(duì)玉米產(chǎn)生的藥害,同時(shí)還能緩解煙嘧磺隆與馬拉硫磷混用對(duì)玉米產(chǎn)生的藥害,對(duì)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(dá)到7～9級(jí)。3.室內(nèi)對(duì)玉米整株活性及靶標(biāo)ALS酶活性進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明,在整株水平上,煙嘧磺隆對(duì)普通玉米鄭單958和糯玉米鄭黃糯2號(hào)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(duì)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(hào)對(duì)煙嘧磺隆的耐藥性無顯著性差異。離體ALS酶活性測(cè)定表明,煙嘧磺隆對(duì)鄭單958和鄭黃糯2號(hào)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(jié)果表明,煙嘧磺隆對(duì)兩種玉米ALS酶活性抑制作用差異巨大,但對(duì)兩種玉米生長(zhǎng)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(biāo)。4.室內(nèi)對(duì)雙苯VA唑酸對(duì)玉米解毒系統(tǒng)的影響進(jìn)行了研究。整株活性測(cè)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(duì)兩種玉米的藥害,推測(cè)P450單加氧酶參與了煙嘧磺隆在玉米體內(nèi)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(duì)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(dú)使用對(duì)玉米的藥害。通過以上結(jié)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(duì)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(duì)煙嘧磺隆的耐藥性。雙苯VA唑酸對(duì)兩種玉米體內(nèi)的GSH含量均無誘導(dǎo)作用,但可顯著提高其GST活性,且對(duì)GST誘導(dǎo)具有劑量和時(shí)間依賴性。雙苯VA唑酸處理4h鄭黃糯2號(hào)的GST活性達(dá)到最高,而鄭單958在處理12h達(dá)到最高,這說明雙苯VA唑酸對(duì)鄭黃糯2號(hào)的GST活性誘導(dǎo)更快,對(duì)鄭單958的誘導(dǎo)滯后。雙苯VA唑酸的水解酸對(duì)玉米GST活性同樣具有誘導(dǎo)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(jī)制之一。雙苯VA唑酸對(duì)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(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù),研究了雙苯VA唑酸對(duì)玉米相關(guān)GST基因表達(dá)量的影響。結(jié)果表明,10個(gè)候選基因在鄭單958和鄭黃糯2號(hào)中的基因表達(dá)水平存在差異,GSTIV、GST6、GST3 基因在鄭單958中表達(dá)水平高于鄭黃糯2號(hào),而鄭黃糯2號(hào)中表達(dá)水平較高僅為GST12基因。雙苯VA唑酸處理后兩種玉米體內(nèi)表達(dá)量上調(diào)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(hào)體內(nèi)上調(diào)表達(dá)的基因?yàn)镚STI、GSTIV、GST6、GSTT1、MRP1;鄭單958體內(nèi)上調(diào)表達(dá)的基因?yàn)?GSTI、GSTIV、GST5、GST6、GST31、MRP1。在上述處理中,GSTIF、GST6、GST31、MRP1均存在表達(dá)量受雙苯VA唑酸誘導(dǎo)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(duì)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(jī)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(duì)玉米的藥害,提高施藥時(shí)玉米對(duì)不良環(huán)境的抵御能力。證實(shí)了雙苯VA唑酸能夠緩解煙嘧磺隆與馬拉硫磷混用對(duì)玉米的藥害,解決了煙嘧磺隆與有機(jī)磷農(nóng)藥混用的技術(shù)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(duì)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(duì)煙嘧磺隆的耐藥性。GSTIV、GSTI、GST31、MRP1基因表達(dá)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(jī)制。
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【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S435.131

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2391750