田旋花和打碗花對(duì)草甘膦的耐藥性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

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(hù)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(jìn)行繁殖,耕地除草時(shí)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(qiáng),其地上莖纏繞周圍的作物,對(duì)作物生

2、長和產(chǎn)量造成嚴(yán)重危害,且不易防除。自然界中存在著對(duì)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(duì)象,運(yùn)用生物測定、生化檢查和分子生物學(xué)等技術(shù),研究田旋花和打碗花對(duì)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(duì)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(duì)草甘膦耐性的適宜指標(biāo),田旋花對(duì)草甘膦具有很強(qiáng)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(duì)照,施用后6天,莽草酸積累,證明田旋花和打碗花對(duì)草甘膦的敏感性低,耐藥能力強(qiáng);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(duì)草甘膦的耐藥能力大于打碗花;隨著田旋花生長時(shí)間的延長,對(duì)草甘膦耐性逐漸增強(qiáng)。 (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(gè)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(dá)97.94%,并推導(dǎo)出相應(yīng)的氨基酸序列,一致性達(dá)到98.1%。 (4)田旋花和打碗花的EPSP合成酶葉綠體轉(zhuǎn)運(yùn)肽長度均為72個(gè)氨基酸殘基,一致性為94.4%,在轉(zhuǎn)運(yùn)肽段有8個(gè)位點(diǎn)氨基酸有差異占整個(gè)氨基酸序列中差異位點(diǎn)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(tuán),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(gè)內(nèi)含子,7個(gè)外顯子。7個(gè)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(gè)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(diǎn),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(diǎn),從而保護(hù)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(duì)草甘膦的耐藥性。 綜上所述,本研究首次對(duì)我國田旋花和打碗花對(duì)草甘膦的耐藥性進(jìn)行了研究,建立了耐藥性檢測指標(biāo),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

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