龍葵對(duì)草甘膦抗性機(jī)理的研究.pdf

1、草甘膦是一種非選擇性除草劑，主要用于防除多年生雜草和非農(nóng)田雜草。隨著草甘膦使用量的不斷增加，世界范圍內(nèi)抗草甘膦雜草不斷出現(xiàn)，長(zhǎng)期持續(xù)使用草甘膦地塊發(fā)現(xiàn)具有抗藥性龍葵的出現(xiàn)。龍葵是大豆田主要雜草之一，其發(fā)生危害嚴(yán)重影響大豆的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)。本文對(duì)試驗(yàn)田中獲得的兩株疑為抗性生物型的龍葵種子和從未施用過(guò)草甘膦的荒地中采集的龍葵種子，播種后選擇生長(zhǎng)一致的龍葵幼苗進(jìn)行5個(gè)施藥劑量梯度的處理，研究了不同來(lái)源的龍葵對(duì)草甘膦的生理反應(yīng)，通過(guò)cDN

2、A末端快速擴(kuò)增技術(shù)(RACE)對(duì)抗性龍葵EPSPS基因序列及蛋白表達(dá)進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)一步明確了龍葵對(duì)草甘膦的抗性機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)溫室內(nèi)研究了不同來(lái)源龍葵對(duì)草甘膦的抗藥性程度
　　從試驗(yàn)田中獲得的兩株疑為抗性生物型的龍葵種子和未施用過(guò)草甘膦的荒地中采集的龍葵種子分別命名為SA，SB和SC，并于溫室播種。草甘膦施藥濃度分別為0，0.5，1.0，2.0，4.0 kgae/hm2。
　　SB生物型的ED50值為

3、0.8973kg ae/hm2，SC生物型的ED50值為0.7784 kg ae/hm2。而SA生物型的ED50值為3.6878kg ae/hm2。SA是SB生物型的4.11倍，是SC生物型的4.74倍。
　　三種生物型龍葵在草甘膦處理后24～72 h間莽草酸積累量情況相似，在草甘膦施用劑量為2.0kg ae/hm2處理后的72～216 h間，三種生物型的莽草酸積累量差異顯著。在處理后120～216 h間，SA生物型的莽草酸含量恢

4、復(fù)至正常水平，而SB，SC生物型的莽草酸含量均顯著增加。
　　(2)田間試驗(yàn)研究了不同來(lái)源龍葵對(duì)草甘膦的抗藥性生理反應(yīng)
　　草甘膦施用劑量為分別為0，2.0，4.0 kg ae/hm2，SC生物型較SA生物型積累更多的莽草酸，在草甘膦正常劑量2.0 kg ae/hm2處理后第7天時(shí)，SC生物型積累的莽草酸是SA生物型的4.8倍，并隨著草甘膦施用濃度增加，莽草酸積累量有所增加。
　　在施用草甘膦2.0 kg ae/hm2

5、和4.0 kg ae/hm23天和7天后，SA，SC兩種生物型龍葵的鮮重和干重受到明顯抑制，并且隨著施用草甘膦濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)。在草甘膦處理后7天，SC生物型龍葵的鮮重和干重受抑制程度顯著高于SA生物型(P＜0.05)。
　　草甘膦施用后SA和SC兩種生物型龍葵的葉綠素含量發(fā)生顯著變化，在草甘膦2kg ae/hm2噴施后7天，SA生物型龍葵葉綠素含量與對(duì)照相比未見(jiàn)明顯差異，而SC生物型龍葵的葉綠素含量與對(duì)照相比顯著的降低，

6、SA生物型龍葵葉綠素含量是SC生物型的1.61倍，說(shuō)明對(duì)草甘膦敏感的SC龍葵葉片的葉綠素含量受到了草甘膦的顯著影響，兩種生物型龍葵葉綠素含量在草甘膦施用后存在顯著差異。同時(shí)，兩種生物型的光合速率也發(fā)生顯著變化，在草甘膦2 kg ae/hm2噴施后7天，SA生物型與對(duì)照相比差異較小，而SC生物型光合速率與對(duì)照相比顯著降低。草甘膦施用后SA生物型龍葵光合速率約為SC生物型的1.5倍，草甘膦顯著抑制了SC敏感生物型龍葵的光合速率。
　　

7、(3)研究了不同來(lái)源龍葵對(duì)草甘膦的抗藥性分子機(jī)理
　　SA-EPSPS cDNA全長(zhǎng)序列為1518bp，編碼了505個(gè)氨基酸，SC-EPSPS的cDNA全長(zhǎng)序列為1539bp，編碼了512個(gè)氨基酸，分子量分別為124221.6Da和125932.4 Da，SA脂肪指數(shù)為27.47，不穩(wěn)定系數(shù)為42.91(＞40)，SC脂肪指數(shù)為27.42不穩(wěn)定系數(shù)為42.98(＞40)，兩種龍葵的蛋白均屬于不穩(wěn)定蛋白。理論等電點(diǎn)均為5.01，SA

8、-EPSPS與SC-EPSPS基因具有98.24％的序列一致性。
　　SA，SC兩種生物型龍葵氨基酸數(shù)量上有一定的差別，種類(lèi)也有差異。其中編碼蛋白位于SC-EPSPS的氨基酸序列第25位是天冬氨酸，而SA-EPSPS第25位是天冬酰胺，堿基由G變?yōu)锳; SC-EPSPS第109位是纈氨酸，而SA-EPSPS第109位是丙氨酸，堿基由T變?yōu)镃;SC-EPSPS第157位是絲氨酸，而SA-EPSPS第157位是苯丙氨酸，堿基由C變?yōu)門(mén)