亚精胺增强牛筋草对百草枯抗性的生理机制研究

摘要

牛筋草(Eleusine indica L.)是一种一年生禾本科穇属植物,具有较强的生态适应性,为世界十大恶性杂草之一.百草枯(paraquat,PQ)作为一种联吡啶类速效触杀灭生性除草剂,广泛地适用于果园、树林、田埂、路边的杂草防治.牛筋抗对百草枯的抗性问题已成为华南地区果园杂草防控中的棘手问题,而产生抗性的作用机制还不十分清楚.尽管目前已有报道内源多胺参与牛筋草对百草枯的抗性,但是关于外源多胺参与牛筋草对百草枯抗性的研究较少.本研究以百草枯抗性生物型和敏感生物型牛筋草种群为试验材料,采用亚精胺(Spd)和PQ处理,测定牛筋草生理生化指标,对比Spd和PQ处理下不同生物型牛筋草生长发育特征,分析在PQ条件下抗性生物型和Spd处理的敏感生物型的各项生理生化指标,揭示外源Spd增强敏感生物型牛筋草对PQ抗性的生理机制,以期进一步揭示牛筋草对百草枯抗性的作用机制.试验结果如下:　　(1)经0、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol·L-1的Spd预处理能够在一定程度上缓解百草枯对敏感生物型牛筋草胁迫效应,具体表现为牛筋草鲜重和干重的增加,其中以1.0 mmol·L-1 Spd处理效果最佳.　　(2)与PQ处理的抗性生物型牛筋相比,Spd+PQ处理的敏感生物型牛筋草鲜重和干重具有相近的表现趋势.敏感生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其鲜重和干重表现为随着PQ处理时间的延长而降低;与PQ处理相比,Spd+PQ处理可显著提高敏感生物型牛筋草的鲜重和干重.抗性生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内其鲜重和干重差异不显著.　　(3)与PQ处理的抗性生物型牛筋相比,Spd+PQ处理的敏感生物型牛筋草的叶绿素含量和Fv/Fm表现趋势相近.敏感生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其叶绿素含量和Fv/Fm表现为随着PQ处理时间的延长而降低;与PQ处理相比,Spd+PQ处理可显著提高敏感生物型牛筋草的绿素含量和Fv/Fm.抗性生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其绿素含量和Fv/Fm的变化差异不显著.　　(4)与抗性生物型牛筋相比,敏感生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其可溶性蛋白含量表现为随PQ处理时间的延长而降低;与敏感生物型牛筋相比,抗性生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其SOD活性和MDA含量表现为随PQ处理时间的延长而升高;与对照相比,在PQ处理后0~48 h内,两种生物型的牛筋草的CAT和POD活性表现为随PQ处理时间的延长而升高,但敏感生物型24h后除外;　　(5)与敏感生物型牛筋草相比,抗性生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其内源亚精胺含量表现为随PQ处理时间的延长而升高;敏感生物型牛筋草在PQ处理后0~48 h内,其内源亚精胺含量表现为先下降后上升;与PQ处理相比,在0~48 h内Spd+PQ处理的内源亚精胺含量缓慢上升,随后快速上升.敏感生物型牛筋草在PQ处理后,Spd、PQ和Spd+PQ处理的内源亚精胺含量在0~12 h内上升,随后保持平缓状态.　　综上,外源Spd预处理敏感生物型牛筋草能够在一定程度上缓解PQ防控效果, PQ 处理显著提高了抗性生物型牛筋草的内源亚精胺含量,在一定程度上,进一步证明了Spd参与牛筋草对PQ抗性的作用机制.

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