田旋花和打碗花對草甘膦的耐藥性研究.pdf

1、草甘膦(glyphosate)是一種傳導(dǎo)型廣譜滅生性除草劑，主要用于非耕地、果園、林地和農(nóng)田作物種植之前防治一年生和多年生雜草，目前，越來越多地用于棉花和玉米田保護性噴霧防治田間雜草。田旋花(ConvolvulusarvensisL.)、打碗花(CalystegiahederaceaWall.)均屬旋花科多年生雜草，以地下根莖和種子進行繁殖，耕地除草時地下根莖易斷裂，切斷后的每段都能發(fā)出新芽，生命力極強，其地上莖纏繞周圍的作物，對作物生

2、長和產(chǎn)量造成嚴重危害，且不易防除。自然界中存在著對草甘膦耐藥的田旋花種群(DeGenaro,1984)。本研究以田旋花和打碗花為對象，運用生物測定、生化檢查和分子生物學等技術(shù)，研究田旋花和打碗花對草甘膦的耐藥性。主要結(jié)論如下： (1)不同種群田旋花、打碗花對草甘膦的敏感性差異不顯著。地上鮮重抑制率曲線是檢測田旋花、打碗花對草甘膦耐性的適宜指標，田旋花對草甘膦具有很強的耐藥性，打碗花只有一定程度的耐藥能力。 (2)草甘膦施

3、用后1天，田旋花和打碗花體內(nèi)莽草酸含量略大于對照，施用后6天，莽草酸積累，證明田旋花和打碗花對草甘膦的敏感性低，耐藥能力強；相同草甘膦處理劑量下，單位質(zhì)量的田旋花體內(nèi)莽草酸的積累量明顯少于打碗花的積累量，田旋花對草甘膦的耐藥能力大于打碗花；隨著田旋花生長時間的延長，對草甘膦耐性逐漸增強。 (3)田旋花和打碗花的EPSP合成酶基因cDNA全長為1751bp，開放閱讀框長1560bp，編碼520個氨基酸，起始密碼子位于51～53bp

4、，終止密碼子位于1611～1613bp，5'非翻譯區(qū)98bp，一致性達97.94％，并推導(dǎo)出相應(yīng)的氨基酸序列，一致性達到98.1％。 (4)田旋花和打碗花的EPSP合成酶葉綠體轉(zhuǎn)運肽長度均為72個氨基酸殘基，一致性為94.4％，在轉(zhuǎn)運肽段有8個位點氨基酸有差異占整個氨基酸序列中差異位點數(shù)的57％(8/14)。田旋花EPSP合成酶的101位絲氨酸為極性氨基酸，具有極性羥基基團，具有親水性，而打碗花中為苯丙氨酸，是非極性疏水性氨基酸

5、。 (5)田旋花EPSP合成酶基因全長2953bp，含有6個內(nèi)含子，7個外顯子。7個外顯子長度分別為390、310、219、60、217、63、315bp，最大的外顯子為外顯子1，長度390bp，最小外顯子為外顯子4，長度為60bp。6個內(nèi)含子大小依次為393、220、365、172、124、105bp，最大的內(nèi)含子為內(nèi)含子1，長度為394bp，最小內(nèi)含子為內(nèi)含子6，長度為105bp。 (6)田旋花101位氨基酸為絲氨酸

6、，毗鄰EPSP合成酶保守的活性位點，由于此極性氨基酸可以先與草甘膦結(jié)合，導(dǎo)致草甘膦無法競爭性地占據(jù)PEP結(jié)合位點，從而保護了活性區(qū)域，造成草甘膦不易與田旋花的EPSP合成酶結(jié)合，導(dǎo)致了田旋花對草甘膦的耐藥性。 綜上所述，本研究首次對我國田旋花和打碗花對草甘膦的耐藥性進行了研究，建立了耐藥性檢測指標，明確了草甘膦施用后田旋花、打碗花體內(nèi)莽草酸含量的變化規(guī)律；首次克隆了田旋花、打碗花中EPSP合成酶cDNA全長基因，并將田旋花和打碗