铁苋菜(Acalypha australis L.)对草甘膦的耐受性机理研究

摘要

草甘膦是一种广谱、内吸传导型灭生性除草剂，具有低毒、低残留，对环境友好的特点，在全球范围内使用广泛。草甘膦的应用，也引起了抗性和耐受性杂草种群的发展，增加了杂草治理难度。铁苋菜(Acalypha australis L.)是一种分布于多种作物田的杂草，课题组以往田间试验发现其对草甘膦具有较强的耐受性。本试验借鉴比较生物学的方法，对铁苋菜与其他敏感杂草经草甘膦处理后的生物学及生理生化指标进行了研究，内容包括：植株体内莽草酸含量的变化，光合作用及蒸腾作用的差异，叶片蜡质层与除草剂吸收量的不同及EP SP S活性差异等，以期明确铁苋菜对草甘膦的耐受性机理。主要结论如下：
　　1.整株生物测定结果表明，铁苋菜对草甘膦耐受水平较高，其ED50为717.28 g a.i./hm2~1013.66 g a.i./hm2，铁苋菜对草甘膦耐受水平明显大于圆叶牵牛、打碗花、藜、牛筋草和反枝苋等杂草种，而铁苋菜不同种群间对草甘膦耐受水平则差别不大。随着铁苋菜株高增加，对草甘膦耐受程度增强，株高为3~17cm时，其ED50为711.38 g a.i./hm2~2762.64 g a.i./hm2。
　　2.植株体内莽草酸测定结果表明，草甘膦1230g a.i./hm2处理后，铁苋菜、藜、反枝苋三种杂草体内莽草酸积累量最大值分别为1247.19μg/g、1400.65μg/g和858.66μg/g，比较发现不同杂草对草甘膦敏感性与施用草甘膦后其体内莽草酸积累量无明显相关性，反而与杂草种施药处理与空白对照处理同一生长阶段体内莽草酸含量的比值关系更密切，即比值越低，敏感性越低。
　　3.净光合速率与蒸腾速率的研究结果表明，草甘膦处理下，铁苋菜与反枝苋光合荧光参数以及处理叶片内蔗糖含量并无显著差异，而反枝苋的净光合速率与蒸腾速率皆有明显下降，这可能是导致反枝苋在短时间内快速死亡的直接原因。铁苋菜经草甘膦处理后，仍能维持稳定的光合同化速率和蒸腾速率是其对草甘膦具有耐受性的原因之一。
　　4.对EPSPS的活性研究表明，不喷施草甘膦，铁苋菜EPSPS活性为0.55U mg-1 protein，明显高于反枝苋0.26 U mg-1 protein，草甘膦对铁苋菜EPSPS的ED50为4.37μM，对反枝苋的相应值为0.49μM。离体条件下，铁苋菜EPSPS对草甘膦不敏感，即表现出较高的天然耐受性。
　　5.对草甘膦的吸收量研究表明，铁苋菜叶片蜡质含量与反枝苋差异不显著，但两者对草甘膦吸收量有较大差别。草甘膦4g a.i./L、2g a.i./L和1g a.i./L剂量处理后48小时，铁苋菜和反枝苋叶片对草甘膦的吸收量分别为60.30％和54.68%、65.81%和77.33%、71.99%和82.82%；2g a.i./L草甘膦点叶处理，铁苋菜和反枝苋顶部叶片的草甘膦浓度最高值分别为9.35 mg/kg和13.09mg/kg，即药剂处理后，铁苋菜顶部叶片组织内草甘膦含量明显低于反枝苋。
　　本试验就铁苋菜对草甘膦的耐受性水平及其耐受机理进行了初步研究，该结果将为解析铁苋菜耐受草甘膦的原因及机制奠定基础，为铁苋菜有效防除和草甘膦减量施用提供技术参考。

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第一章 引 言

1.1农田杂草的危害与防治

1.2草甘膦作用机理及其应用

1.3杂草对草甘膦的抗性与耐受性

1.4铁苋菜及其危害

1.5本论文研究的目的与意义

第二章 铁苋菜对草甘膦的耐受性水平

2.1材料与方法

2.2结果与分析

2.3讨论

第三章 铁苋菜莽草酸含量变化与其对草甘膦耐受性关系

3.1材料与方法

3.2结果与分析

3.3讨论

第四章 铁苋菜光合与蒸腾作用变化与其对草甘膦耐受性关系

4.1材料与方法

4.2结果与分析

4.3讨论

第五章 铁苋菜对草甘膦吸收特性与其对草甘膦耐受性关系

5.1草甘膦的吸收与植株不同部位含量测定

5.2叶片表面蜡质含量

5.3讨论

第六章 铁苋菜EPSPS活性与其对草甘膦耐受性关系

6.1材料与方法

6.2结果与分析

6.3讨论

第七章 全文结论

参考文献

致谢

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