龍葵對草甘膦抗性機理的研究.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)生危害嚴重影響大豆的生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)。本文對試驗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草甘膦的荒地中采集的龍葵種子，播種后選擇生長一致的龍葵幼苗進行5個施藥劑量梯度的處理，研究了不同來源的龍葵對草甘膦的生理反應(yīng)，通過cDN

2、A末端快速擴增技術(shù)(RACE)對抗性龍葵EPSPS基因序列及蛋白表達進行測定，進一步明確了龍葵對草甘膦的抗性機理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)溫室內(nèi)研究了不同來源龍葵對草甘膦的抗藥性程度
　　從試驗田中獲得的兩株疑為抗性生物型的龍葵種子和未施用過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)田間試驗研究了不同來源龍葵對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，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。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照相比未見明顯差異，而SC生物型龍葵的葉綠素含量與對照相比顯著的降低，

6、SA生物型龍葵葉綠素含量是SC生物型的1.61倍，說明對草甘膦敏感的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，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生物型與對照相比差異較小，而SC生物型光合速率與對照相比顯著降低。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)研究了不同來源龍葵對草甘膦的抗藥性分子機理
　　SA-EPSPS cDNA全長序列為1518bp，編碼了505個氨基酸，SC-EPSPS的cDNA全長序列為1539bp，編碼了512個氨基酸，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