苯磺隆誘導(dǎo)煙草愈傷組織抗藥性產(chǎn)生機(jī)理的初步研究.pdf

1、隨著除草劑使用量的大幅度提高,雜草的抗藥性問(wèn)題也越來(lái)越突出,這已引起了許多領(lǐng)域科學(xué)家的極大關(guān)注。目前國(guó)際上已經(jīng)把雜草抗藥性研究作為當(dāng)前雜草科學(xué)研究中最重要的課題之一。細(xì)胞突變體的篩選操作是在細(xì)胞水平上進(jìn)行的,它可以不受時(shí)間、空間的限制,在較短的時(shí)間內(nèi)處理大量的群體,獲得具有期望性狀的個(gè)體。本試驗(yàn)以模式植物煙草(NC-82)為誘導(dǎo)材料,利用細(xì)胞工程方法,以除草劑苯磺隆為選擇藥劑,篩選出抗苯磺隆的煙草愈傷組織并再生植株,以再生植株為研究對(duì)象

2、,測(cè)定了苯磺隆對(duì)再生植株種子活力、根系活力以及葉綠素含量的影響,同時(shí)還對(duì)苯磺隆的作用靶標(biāo)酶乙酰乳酸合成酶(ALS)和植物重要代謝酶谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)及各種保護(hù)酶進(jìn)行了測(cè)定,為系統(tǒng)揭示雜草抗藥性產(chǎn)生機(jī)理提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下： 1.將煙草(NC-82)葉片誘導(dǎo)產(chǎn)生的胚性愈傷組織轉(zhuǎn)移到加有半致死濃度3 a.i.mg.L-1苯磺隆的MS培養(yǎng)基上,經(jīng)3代篩選,獲得抗苯磺隆愈傷組織。在加有半致死濃度的苯磺隆分化培養(yǎng)基上,

3、抗性愈傷組織通過(guò)分化再生植株。 2.采用培養(yǎng)皿生測(cè)法測(cè)定再生煙草種子對(duì)苯磺隆的抗性。測(cè)定結(jié)果表明：經(jīng)苯磺隆抗性選育的再生煙草抗性顯著提高,抗性倍數(shù)為3.18。 3.經(jīng)苯磺隆處理后,抗性煙草和敏感煙草的葉綠素含量變化規(guī)律一致,均呈現(xiàn)先下降再上升,然后再下降的趨勢(shì),但抗性煙草葉綠素含量明顯高于同期的敏感煙草,兩者均在處理后第9d與各自對(duì)照差幅最大,葉綠素含量分別下降75.2％和82.3％。藥劑處理9d后,抗性煙草葉綠素含量開(kāi)

4、始回升,而敏感煙草葉綠素含量則繼續(xù)下降。處理后抗性煙草的根系活力較其對(duì)照下降不明顯,且能在在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)；但敏感煙草的根系活力較其對(duì)照受到明顯抑制。 4.葉面噴施苯磺隆后,對(duì)不同天數(shù)煙草ALS活力進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明：敏感煙草的ALS活力較對(duì)照明顯下降,ALS活力被抑制最高可達(dá)34.6％。而抗性煙草在葉面噴施苯磺隆后,ALS活性較對(duì)照顯著提高,施藥后第5天其ALS活力達(dá)到峰值,為對(duì)照的2.88倍,此后其ALS活力雖有所下降,但均

5、遠(yuǎn)高于其同時(shí)間的對(duì)照水平。 5.苯磺隆莖葉處理后,抗性及敏感煙草GSTs活性較各自對(duì)照均略微下降,而后逐漸上升,并于第5d達(dá)到峰值,分別是各自為對(duì)照的1.142和1.053倍。這表明兩種煙草的GSTs在受到苯磺隆誘導(dǎo)后活性升高,解毒能力增強(qiáng),快速代謝體內(nèi)的苯磺隆。 6.經(jīng)苯磺隆莖葉處理后,兩種煙草的POD活性較各自對(duì)照均有所提高,且二者活性隨時(shí)間變化規(guī)律相似,均呈先上升后下降而后再略微上升的趨勢(shì),二者均在施藥后第3d達(dá)到

6、峰值,增幅分別為10.5％和7.6％。 經(jīng)苯磺隆莖葉處理后的SOD活性變化差異較大。敏感煙草SOD活性較其對(duì)照顯著下降,藥后第9d下降幅度最大,降幅為31.1％；而抗性煙草的SOD活性藥后3d較對(duì)照有所降低,但后期SOD活性開(kāi)始上升,在第5d時(shí)達(dá)到峰值,比同期對(duì)照高43.1％；隨后其SOD活性逐漸下降,基本恢復(fù)到同期對(duì)照水平。 葉面噴施苯磺隆后,兩種煙草葉片MDA含量均呈現(xiàn)先略微下降而后急劇升高的趨勢(shì),但MDA含量增加幅

7、度差異較大。施藥后前5d,抗性及敏感煙草MDA含量較各自對(duì)照MDA含量均有所下降,最大降幅分別為18.6％和12.6％。5d后兩種處理煙草的MDA含量都迅速升高,第9d,增幅達(dá)到最大,分別為29.1％和45.2％。 7.采用室內(nèi)生測(cè)法測(cè)定：苯磺隆抗性再生煙種與敏感煙種的簡(jiǎn)化活力指數(shù)分別為10.81和9.53;過(guò)氧化物酶活力分別為47.36U·g-1·min-1。和29.44 U·g-1·min-1,酸性磷酸酯酶活力分別為2.92