小麥品種對炔草酯制劑耐藥性差異機制研究.pdf

1、炔草酯是一種乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)抑制類除草劑，用于防除小麥田常見禾本科雜草。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)炔草酯制劑使用后，部分小麥出現(xiàn)藥害癥狀，嚴重時可造成減產(chǎn)。因此，本文以從12個品種中篩選出的對炔草酯制劑耐性最強的品種淮麥23和耐性最弱的品種寧麥16為研究對象，通過炔草酯、安全劑分別處理后測定小麥體內(nèi)氧化酶、代謝酶和靶標酶的表達水平，比較靶標酶乙酰輔酶A羧化酶CT區(qū)域的堿基序列，以明確炔草酯在小麥品種上耐藥性差異的原因，為其安全應(yīng)用提供

2、理論依據(jù)。
　　氧化酶活性研究結(jié)果表明，淮麥23葉片中過氧化物酶(POD)的活性水平高于寧麥16，但藥劑處理后增加的幅度低于寧麥16。炔草酯72g a.i.·ha-1和144g a.i.·ha-1單用以及與解草酯混用處理5天后，淮麥23葉片中的POD酶活性開始顯著提高，而高劑量(144g a.i.·ha-1)的處理使寧麥16葉片中POD的活性從第3天就開始增加。安全劑解草酯單用對兩種小麥葉片內(nèi)的POD酶活性無顯著影響?；贷?3葉片

3、中超氧化物歧化酶(SOD)的活性水平低于寧麥16，炔草酯單用以及與解草酯混用處理后兩個品種小麥葉片中SOD酶的活性都快速增加，至第7天到達最大值，而淮麥23增加的幅度沒有寧麥16明顯。用聚丙烯胺凝膠電泳對這兩種酶進行同工酶分析，發(fā)現(xiàn)兩種小麥的POD和SOD的同工酶譜本身存在差異，炔草酯和解草酯處理沒有誘導新的同工酶帶。
　　代謝酶基因表達量的研究結(jié)果表明，炔草酯與解草酯會影響兩種小麥體內(nèi)細胞色素P450基因（CYP71C6V1）和

4、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)基因的表達量，且劑量越高，變化的幅度越大。低劑量(72g a.i.·ha-1)的炔草酯與解草酯混用處理對淮麥23葉片中P450基因的表達量無顯著影響，但能提高寧麥16葉片內(nèi)的P450基因表達量。高劑量(144ga.i.·ha-1)的炔草酯處理始終使淮麥23葉片中P450基因在實驗周期內(nèi)保持較高表達水平，寧麥16在處理第3天后達到最高值，然后逐漸降低，但始終高于對照。炔草酯與解草酯處理后，淮麥23和寧麥16葉

5、片內(nèi)的GST基因表達水平都呈先增加后降低的趨勢，且兩種小麥變化的趨勢與增加的幅度大體一致。總體而言，淮麥23葉片內(nèi)P450和GST基因?qū)Ω邉┝康娜膊蒗ィㄈ膊蒗?解草酯）活性均強于寧麥16。
　　靶標酶基因表達量的研究結(jié)果表明，炔草酯會抑制兩種小麥葉片內(nèi)ACCase基因的表達量，劑量越高，基因表達量越低;寧麥16葉片內(nèi)ACCase基因?qū)θ膊蒗ケ然贷?3敏感。安全劑解草酯對其表達量無顯著影響。隨著小麥的生長，炔草酯對兩種小麥葉片內(nèi)AC

6、Case基因的抑制作用會逐漸減輕，其表達量慢慢上升，但144g a.i.·ha-1炔草酯處理的寧麥16葉片內(nèi)ACCase基因表達量始終低于淮麥23。
　　靶標酶基因序列分析表明，實驗所測得的淮麥23葉片內(nèi)ACCase酶CT功能域的基因序列比寧麥16的序列多130個bp長度。通過Vector NIT軟件，將序列翻譯成氨基酸殘基組成的多肽鏈，淮麥23的ACCase酶CT域基因的開放閱讀框(ORF)長度為1737bp，多肽鏈由579個氨

7、基酸殘基組成，寧麥16ACCase酶CT域基因的開放閱讀框(ORF)長度為1707bp，多肽鏈由569個氨基酸組成。經(jīng)比對，兩種小麥的氨基酸從552位點處開始出現(xiàn)不同，而寧麥16的氨基酸序列與對炔草酯敏感的禾本科雜草，如黑麥草、野燕麥、大穗看麥娘等同源性高。
　　綜上所述，兩種小麥葉片內(nèi)POD和SOD活性的差異不是其對炔草酯耐藥性不同的主要原因;而P450和GST基因表達水平的差異是造成淮麥23比寧麥16耐炔草酯性強的原因之一;安