烟嘧磺隆对不同玉米品种的安全性研究

摘要

烟嘧磺隆是用于玉米苗后的选择性除草剂，因其可有效地防除多数一年生和多年生杂草，用量低、对玉米安全、加入助剂可降低用量、稳定药效、可与其他除草剂混用等优点，已成为目前玉米田除草不可替代的药剂。但是，在近几年的生产中，出现了部分玉米品种对烟嘧磺隆的大面积药害现象，造成了很大产量损失。玉米是我国的主要作物之一，其品种资源丰富，种类很多，具有除草剂高度敏感性品种的可能性甚大。因此，研究不同玉米品种对该除草剂的敏感性差异，对工农业生产具有重大的现实意义。本课题选用生产上种植面积较大的玉米品种进行试验，明确了所试不同玉米品种对烟嘧磺隆的敏感性，并在生理生化、遗传基础上探究了它们的敏感性差异机制。研究结果如下： 1、采用温室盆栽和皿内生测法对32种不同玉米品种(新组合)对烟嘧磺隆的敏感性进行筛选。温室盆栽测定结果表明，在烟嘧磺隆大田常规用量60g ai/hm<'2>下，各品种对药剂的敏感性差异显著，泰玉2号(正交)、金珍珠、泰玉15号、紫糯等7个品种对烟嘧磺隆表现较为敏感，株高抑制率均在40.4％以上，鲜重抑制率在31.37％以上，表现为植株生长受到抑制，叶片黄化，新叶牛尾状扭曲不能正常抽出；淄玉2号、泰玉2号(反交)、聊玉18、鲁单50、鲁原单14、郑单958等品种的株高抑制率在30.6％～38.1％，敏感性略低；而农大2008、农大108、鑫玉958和泰玉12号生长正常，耐药性相对较高，无明显药害症状。其它品种介于豫单2002和鑫玉958之间。皿内生测法测定表明，烟嘧磺隆对玉米初生根长的抑制存在较大差异，根据IC<,50>，值，各品种敏感性依次为：泰玉2号(正交)>金珍珠>泰玉7号>紫糯>泰玉2号(反交)>泰玉15>费玉5号>鲁单50>户单20003>聊玉19>泰玉12>鲁单981>聊玉18>农大108>农大2008。 2、烟嘧磺隆叶面喷施4d后，耐性品种农大108和泰玉12号叶绿素含量开始增加，使玉米具有较强的光和作用能力，根系活力变化较小，并在短时间内恢复至正常水平。敏感品种泰玉2号(正交)叶绿素含量一直呈降低趋势，根系活力也降幅较大，从而影响玉米对肥、水的吸收及合成作用，导致玉米生长量降低。药后不同品种叶绿素和根系活力的变化与生理形态上的药害差异表现出一致性趋势。 3、玉米苗期烟嘧磺隆茎叶处理后，耐性品种的ALS活力增加且始终保持较高水平，而敏感品种泰玉2号(正交)的活力则持续受到抑制。与敏感玉米品种相比，耐性品种的烟嘧磺隆作用靶标酶ALS活力增加是其对烟嘧磺隆耐性增强的重要原因。 4、烟嘧磺隆茎叶处理后，耐性玉米地上部分具有较高的GSTs活性，使缀合烟嘧磺隆的能力增强。这是耐性玉米对烟嘧磺隆解毒的重要途经。而敏感玉米的GSTS活性大幅降低，解毒代谢药剂的能力减弱。 5、叶面喷施烟嘧磺隆后，耐性玉米的POD活性在处理后第5d明显高于对照，而敏感品种则持续降低。CAr活性略有升高变化不大，敏感品种在升高后下降。SOD活性前5d表现为降低趋势，以后SOD活性增加并达到正常状态，而敏感品种SOD活性一直较低。耐性品种的MDA含量虽然呈现增高趋势，但与敏感玉米相比增加幅度较小，且敏感品种的MDA含量一直保持在较高水平。耐性品种在除草剂施用后抗氧化酶保持较高活性，清除了活性氧对玉米植株造成的危害，是玉米品种对烟嘧磺隆耐性增强的因素之一。 6、喷施烟嘧磺隆后施用赤霉素使得烟嘧磺隆对敏感品种的抑制作用降低，表明赤霉素可以起到缓解药害的作用。在烟嘧磺隆处理的前48h和后48h分别处理氧化乐果时，敏感型品种在烟嘧磺隆处理的前48h受到的药害明显高于后48h，而耐性品种在各处理下没有显著差异。在烟嘧磺隆与氧化乐果组合处理下，耐性品种与感性品种间的ALS和GSTs酶活性均有明显差异，但在同一品种内，烟嘧磺隆单剂处理与烟嘧磺隆和氧化乐果混合处理间的ALS活力没有明显差异，而药剂组合处理下的敏感品种的GSTs活性则明显低于烟嘧磺隆单剂处理。 7、本试验中自交系齐319的三个杂交种均对烟嘧磺隆表现不同程度的敏感，故可以推测齐319的亲缘种存在对烟嘧磺隆敏感的可能性。因此构建了自交系齐319、Mo17及其杂交种的DNA指纹图谱，可对与其有亲缘关系的品种进行快速筛选鉴定。

目录

论文说明：缩略词表

声明

摘要

1引言

1.1磺酰脲类除草剂发展概况及其作用特点

1.2植物对磺酰脲类除草剂耐性机制的相关研究

2材料与方法

2.1供试材料、试剂及主要仪器

2.1.1供试品种

2.1.2药剂和主要化学、生化试剂

2.1.3试验用主要仪器

2.2玉米耐药及敏感品种(新组合)筛选

2.2.1烟嘧磺隆对不同玉米品种(新组合)苗期生长的影响

2.2.2烟嘧磺隆对玉米初生根长的影响

2.3玉米对烟嘧磺隆耐性机制的研究

2.3.1玉米培育及烟嘧磺隆药剂处理

2.3.2烟嘧磺隆对玉米生物性状的影响

2.3.3烟嘧磺隆茎叶处理对玉米体内靶标酶ALS的影响

2.3.4烟嘧磺隆茎叶处理对玉米GSTs活性的影响

2.3.5烟嘧磺隆茎叶处理对玉米保护酶活性的影响

2.4赤霉素和氧化乐果对玉米药害的影响

2.4.1玉米培育

2.4.2烟嘧磺隆处理后使用赤霉素对玉米生长的影响

2.4.3烟嘧磺隆使用后使用氧化乐果对玉米生长的影响

2.4.4烟嘧磺隆与氧化乐果组合处理对玉米ALS酶和GSTs活性的影响

2.5 SSR扩增反应及产物检测

3结果与分析

3.1不同玉米品种(新组合)苗期对烟嘧磺隆的敏感性差异

3.2烟嘧磺隆对不同玉米初生根长的影响

3.3玉米对烟嘧磺隆耐性机制的研究

3.3.1烟嘧磺隆对玉米生物性状的影响

3.3.2烟嘧磺隆茎叶处理对玉米体内靶标酶ALS的影响

3.3.3烟嘧磺隆茎叶处理对玉米GSTs活性的影响

3.3.4烟嘧磺隆处理后玉米体内相关保护性酶活性的测定

3.4赤霉素和氧化乐果对玉米药害的影响

3.4.1烟嘧磺隆处理后使用赤霉素对玉米生长的影响

3.4.2烟嘧磺隆处理前后使用氧化乐果对玉米生长的影响

3.4.3烟嘧磺隆与氧化乐果组合处理对玉米ALS酶活性的影响

3.4.4烟嘧磺隆与氧化乐果组合处理对玉米GSTs活性的影响

3.5构建敏感玉米品种及其亲本的SSR指纹图谱

4讨论

4.1烟嘧磺隆对不同玉米品种(新组合)安全性差异的实践意义

4.2烟嘧磺隆对玉米体内作用靶标酶活力的影响

4.3不同玉米品种(新组合)对烟嘧磺隆的解毒作用

4.4烟嘧磺隆对玉米体内保护性酶的影响

4.5赤霉素和氧化乐果对玉米药害的影响

4.6指纹图谱对部分烟嘧磺隆敏感型玉米品种的鉴别

4.7关于本课题所采用的研究方法

5结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文