5-氨基乙酰丙酸對丙酯草醚脅迫下油菜和牛繁縷幼苗生長的影響及其調(diào)控機理.pdf

1、本研究通過5-氨基乙酰丙酸(ALA)和新型苗后除草劑丙酯草醚(ZJ0273)協(xié)同處理研究其對甘藍型油菜浙雙758(Brassica napus cv.ZS 758)種子萌發(fā)及生長的影響。油菜種子用不同濃度的ZJ0273(100 (田間推薦濃度)、200、500和1000 mg/L)和ALA(0.1、1.0、10.0和50.0 mg/L)處理。ALA分先處理、后處理兩種與丙酯草醚協(xié)同處理方式。我們發(fā)現(xiàn)丙酯草醚對油菜生長有抑制作用。幼苗地上

2、部分鮮重、苗高和根鮮重在丙酯草醚處理下明顯減小，且隨著丙酯草醚處理濃度的增加，減小越明顯。根系活力也隨著丙酯草醚濃度提高而呈降低趨勢。隨著丙酯草醚處理濃度的提高，植株的抗氧化酶(過氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD、抗壞血酸過氧化物酶APX)活性降低，丙二醛(MDA)含量提高。我們研究結(jié)果表明，低濃度的ALA(1.0 mg/L)促進幼苗生長及根系活力，但高濃度的ALA(50.0 mg/L)卻抑制植株生長。我們還發(fā)現(xiàn)，1.0 mg/L的

3、ALA和丙酯草醚協(xié)同處理的植株比對照植株有更大的地上部分鮮重、苗高、根鮮重和根系活力。低濃度的ALA提高抗氧化酶，降低MDA積累；而高濃度的ALA則相反。這些結(jié)果表明。ALA有提高油菜種子在除草劑丙酯草醚脅迫下萌發(fā)及生長的作用。 通過不同時間間隔的ALA和丙酯草醚協(xié)同處理，研究其對甘藍型油菜浙雙。758(B.napus)萌發(fā)及生長的最佳協(xié)同處理時間。油菜種子用不同濃度的丙酯草醚(100 (田間推薦濃度)、200、500和1 00

4、0 mg/L)和ALA(1 mg/L)處理，處理時間分別48和72 h。我們發(fā)現(xiàn)，丙酯草醚隨著時間及濃度的增加，對油菜萌發(fā)及生長抑制增大：1 mg/L的ALA可以提高油菜種子在100-500 mg/L丙酯草醚脅迫下萌發(fā)及生長生長，但隨著協(xié)同處理時間延長效果越差。 通過對油菜幼苗葉面噴施不同濃度的丙酯草醚和ALA處理，結(jié)果表明丙酯草醚濃度從100-1000 mg/L變化，逐漸抑制油菜幼苗生長，生物量積累減少，凈光合速率和葉綠素含量

5、降低。POD、SOD和APX活性下降，MDA積累提高。試驗發(fā)現(xiàn)10-100 mg/L ALA促進油菜幼苗生長，增加植株的鮮重、凈光合速率并提高葉綠素含量，POD、SOD和APX酶活性均比對照顯著提高，MDA積累減少。500 mg/L ALA效果相反，抑制作物生長。100 mg/L ALA和不同濃度的ZJ0273協(xié)同處理。油菜幼苗均比對照有更好的生長，生物量積累增加，凈光合速率提高，抗氧化酶活性增加。MDA積累減少。因此，100 mg/L

6、 ALA可以提高油菜幼苗在除草劑丙酯草醚脅迫下的耐性。 對油菜田主要闊葉雜草牛繁縷幼苗葉面噴施ALA和丙酯草醚，發(fā)現(xiàn)丙酯草醚濃度從100-1 000mg/L變化，對牛繁縷幼苗防除效果越好(植株生物量積累減少，凈光合速率和葉綠素含量降低)，POD、SOD和APX活性下降，MDA積累提高。試驗發(fā)現(xiàn)1-10 mg/L ALA促進雜草生長，100 mg/LALA抑制雜草生長。100 mg/L ALA和丙酯草醚協(xié)同處理對油菜田雜草牛繁縷有

7、更好的防除效果，主要作用機理在于干擾雜草的光合作用及抗氧化酶系統(tǒng)。 牛繁縷對照植株葉綠體結(jié)構(gòu)正常，500 mg/L丙酯草醚處理后無基粒片層結(jié)構(gòu)，100 mg/L ALA處理后有基粒片層結(jié)構(gòu)，但基粒數(shù)目比對照要少，100 mg/L/ALA與500 mg/L丙酯草醚協(xié)同處理后嗜餓顆粒明顯增多。100 mg/L ALA處理后線粒體有少量空泡出現(xiàn)，500 mg/L丙酯草醚和100 mg/L ALA協(xié)同處理線粒體雙層膜開始解體。對照和10

8、0 mg/L ALA處理細胞核形狀規(guī)則，500 mg/L丙酯草醚及協(xié)同處理的細胞核形狀變形。油菜對照植株葉綠體結(jié)構(gòu)正常，100 mg/L ALA處理基粒數(shù)目、基粒內(nèi)片層數(shù)目比對照明顯增多，500 mg/L丙酯草醚處理嗜餓顆粒增多，協(xié)同處理基粒數(shù)目比單獨除草劑處理基粒數(shù)目增多。對照線粒體結(jié)構(gòu)正常，100 mg/L ALA處理嵴膜清晰，嵴突明顯，500 mg/L丙酯草醚處理線粒體中央開始出現(xiàn)空隙，協(xié)同處理較對照更完整清晰，嵴膜清晰，嵴突明顯

9、。對照株、協(xié)同處理及100 mg/L ALA處理細胞核形狀規(guī)則，核質(zhì)分布均勻，核仁正常，核膜完整。500 mg/L丙酯草醚處理后核膜模糊不清。根據(jù)細胞結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性原則,ALA與丙酯草醚協(xié)同處理對油菜及牛繁縷雜草幼苗的不同生理生化影響可能與細胞亞結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。推測除草劑及其協(xié)同處理對作物及雜草的選擇性也與此相關(guān)。 利用雙向電泳等分析了ALA及除草劑丙酯草醚處理后甘藍型油菜及雜草牛繁縷的幼苗葉片內(nèi)蛋白質(zhì)含量及組分的變化。結(jié)果表

10、明，丙酯草醚處理會造成油菜幼苗內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量上升，ALA與丙酯草醚協(xié)同處理以及ALA處理可以使葉片內(nèi)可溶性蛋白在20 kD處含量基本恢復(fù)到對照水平。協(xié)同處理造成牛繁縷幼苗內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量顯著降低，且主要變化位置在20 kD分子量處。雙向電泳結(jié)果表明，丙酯草醚和ALA處理后，對油菜幼苗主要有兩種差異蛋白點類型，對牛繁縷幼苗主要有三種差異蛋白質(zhì)點類型。推測是由于與氧自由基清除酶系或系統(tǒng)獲得抗性相關(guān)酶系、丙酯草醚作用靶目標(biāo)及ALA的光動