大麥對(duì)丙酯草醚的生理反應(yīng)及其預(yù)測(cè)模型構(gòu)建.pdf

1、本研究選取兩個(gè)大麥品種皮大麥浙農(nóng)大3號(hào)、裸大麥黃青裸為實(shí)驗(yàn)材料，采用營(yíng)養(yǎng)液添加除草劑培養(yǎng)和除草劑葉面噴施兩種處理方式，研究丙酯草醚對(duì)不同類型大麥作用靶標(biāo)及對(duì)大麥重要生理性狀的影響，主要從大麥在不同濃度丙酯草醚處理下植株游離氨基酸含量、抗氧化系統(tǒng)、光合系統(tǒng)、呼吸途徑、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活性變化等方面研究丙酯草醚對(duì)單子葉敏感作物的抑制機(jī)理，并利用近紅外光譜技術(shù)建立了大麥多種生理指標(biāo)對(duì)除草劑脅迫反應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)損檢測(cè)丙酯草醚對(duì)作物的安

2、全性。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，在含100mg/L丙酯草醚的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)下，兩種大麥幼苗的生長(zhǎng)受到顯著抑制，植株根長(zhǎng)、苗高、干鮮重均顯著低于對(duì)照和其他處理，但其葉片的活性氧、ASA、GSH與MDA含量以及POD、SOD、CAT、APX、GR活性均上升。同時(shí)添加不同濃度三種支鏈氨基酸(纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸)能有效緩解除草劑對(duì)大麥幼苗造成的生理脅迫，其中同時(shí)添加100、200mg/L濃度的三種支鏈氨基酸均可取得較好效果。而在無(wú)除草劑處

3、理下，同時(shí)添加不同濃度的三種支鏈氨基酸對(duì)兩個(gè)品種大麥生長(zhǎng)發(fā)育也有一定的促進(jìn)作用，但添加100mg/L支鏈氨基酸會(huì)引起大麥植株活性氧成分的積累，并相對(duì)應(yīng)地引起抗氧化酶活性的升高和抗氧化物質(zhì)含量的上升。兩種大麥游離氨基酸系統(tǒng)對(duì)不同濃度丙酯草醚處理的反應(yīng)不同。浙農(nóng)大3號(hào)植株的三種支鏈氨基酸(BCAA)和總氨基酸(TAA)含量隨著處理濃度升高和時(shí)間延長(zhǎng)而顯著上升，但BCAA/TAA的值與對(duì)照無(wú)顯著差異；黃青裸兩者的含量在處理后5d有所下降，隨后

4、一直保持上升趨勢(shì)，其BCAA/TAA的值高于對(duì)照。兩個(gè)大麥游離氨基酸不同的變化可能是由于兩者的代謝機(jī)制不同。
　　 研究表明，丙酯草醚處理對(duì)兩種大麥的光合作用有顯著抑制作用，植株葉片的Fv/Fm和Y(Ⅱ)值隨著處理濃度升高和處理時(shí)間延長(zhǎng)而顯著下降，浙農(nóng)大3號(hào)的NPQ值在處理時(shí)間內(nèi)一直處于上升趨勢(shì)，但黃青裸的NPQ值在500、1000mg/l濃度處理9d時(shí)開(kāi)始下降，推測(cè)此時(shí)光合系統(tǒng)所受損傷已經(jīng)超出了自身的保護(hù)能力。兩種大麥的SPA

5、D值、Pn隨著處理濃度的升高而顯著下降，且這種變化趨勢(shì)不隨處理時(shí)間而改變。
　　 丙酯草醚作為ALS抑制劑，在處理兩種大麥后5-9d內(nèi)，顯著抑制了其體內(nèi)的ALS活性，黃青裸被抑制效果更為明顯。丙酯草醚處理造成丙酮酸在兩種大麥植株內(nèi)的積累，淅農(nóng)大3號(hào)丙酮酸含量在處理后7d達(dá)到最高，處理9d后稍有下降，黃青裸的丙酮酸含量在處理時(shí)間內(nèi)持續(xù)升高。不同呼吸途徑在丙酯草醚處理下發(fā)生明顯的變化，兩種大麥的抗氰呼吸途徑顯著被誘導(dǎo)，細(xì)胞色素呼吸速

6、率下降，抗氰呼吸速率的上升導(dǎo)致總呼吸速率升高。大麥植株的交替氧化酶活性(AOX)可被除草劑誘導(dǎo)升高，浙農(nóng)大3號(hào)的AOX活性在處理后9d有所下降，黃青裸的酶活性在處理時(shí)間內(nèi)一直保持增高趨勢(shì)。
　　 丙酯草醚處理誘導(dǎo)了兩個(gè)大麥品種體內(nèi)谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活性(GSTS)的升高。兩種大麥幼苗GSTS活性均隨處理濃度的上升而顯著增高，但浙農(nóng)大3號(hào)隨處理時(shí)間延長(zhǎng)其GSTS活性持續(xù)增高，但黃青裸植株的GSTS活性在處理20d時(shí)開(kāi)始下降，這種變化說(shuō)

7、明GSTS參與丙酯草醚的代謝，但在不同品種間表現(xiàn)有差異。
　　 通過(guò)分析5種丙酯草醚濃度在處理后10-50d對(duì)大麥作用靶標(biāo)、抗氧化酶的影響，發(fā)現(xiàn)浙農(nóng)大3號(hào)ALS活性、蛋白水解氨基酸含量與濃度、處理時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，POD、SOD活性、MDA含量與濃度、處理時(shí)間呈正相關(guān)。通過(guò)近紅外光譜技術(shù)對(duì)丙酯草醚處理下大麥植株多種生理指標(biāo)的建模，發(fā)現(xiàn)POD、SOD、MDA、Val、Leu、TAA的預(yù)測(cè)效果較優(yōu)，相關(guān)系數(shù)均在0.8以上，ALS、Ile