高錳脅迫下空心蓮子草的生長特性與耐草甘膦機理研究.pdf

1、空心蓮子草Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.是我國危害最為嚴重的外來入侵雜草之一,本試驗研究了高錳脅迫下空心蓮子草的生長特性及對草甘膦的耐性機理,可為高錳脅迫地區(qū)惡性雜草空心蓮子草的治理和草甘膦高效使用提供理論依據(jù)。
　　 1.水培條件下次高錳(0.31mmol/L)、高錳(2.45mmol/L)處理120天后空心蓮子草葉片中的錳含量分別是常規(guī)錳濃度處理(0.0091mmol/L,

2、對照,2.65mg/g)的7.09倍和16.81倍。高錳處理的空心蓮子草葉片用乙醇溶液、去離子水、氯化鈉溶液、乙酸溶液和鹽酸五種溶液分級提取的錳含量分別是對照的10.32、23.30、22.41、63.94和11.84倍,在葉片內(nèi)主要以氯化鈉和乙醇可提取態(tài)錳賦存,兩種可提取態(tài)的錳占全錳的85％以上。這表明空心蓮子草體內(nèi)錳與高親和性的配體結(jié)合成螯合物,可能是空心蓮子草耐錳的機制之一;鑒于高錳脅迫下空心蓮子草中水溶性錳含量升高,在該草體內(nèi)草

3、甘膦很可能與錳離子結(jié)合,從而產(chǎn)生拮抗作用,這可能是高錳脅迫下空心蓮子草對草甘膦產(chǎn)生耐藥性的主要原因之一。
　　 2.土壤中錳添加量在8～128mg/kg范圍內(nèi),空心蓮子草培養(yǎng)20天后分枝數(shù)比不添加錳處理(對照,4.43個/株)增加了22.57％～48.31％,主莖長度比對照(23.85cm)增長了16.60％～19.87％,地下根莖數(shù)比對照(1.54個/株)增加了29.87％～47.40％:全株干重分別比對照(0.23g)增加了

4、22.45％～27.00％。植株葉面積在錳添加量32～128mg/kg范圍內(nèi)也高出對照(50.99cm2)10.53％～11.10％。這表明土壤高錳條件下空心蓮子草的生長和繁殖能力增強,這可能是土壤酸化背景下空心蓮子草蔓延加劇的重要原因。
　　 3.用草甘膦(有效成分按草甘膦酸計)68、102和136g/hm2分別進行莖葉處理后21天,土壤中錳添加量為128mg/kg的處理,空心蓮子草鮮重抑制率與不添加錳處理(NMA)比分別下降

5、了27.39％、24.57％和30.06％。全株干重抑制率分別比NMA下降了9.54％、34.37％和36.37％。土壤高錳條件下生長的空心蓮子草對草甘膦的耐性顯著增強。
　　 4.常規(guī)錳、次高錳和高錳三種錳濃度培養(yǎng)的空心蓮子草體內(nèi)草甘膦靶標酶EPSPS的比活性變化不大。在68gae/hm2草甘膦莖葉處理后,三種錳濃度培養(yǎng)的空心蓮子草體內(nèi)EPSPS比活性有所降低,但在常規(guī)錳處理降低幅度最大。藥后2-6d高錳處理的EPSPS比活性

6、為常規(guī)錳處理的1.22～1.39倍,差異顯著。次高錳和高錳的處理,在離體條件下草甘膦抑制EPSPS活性50％的濃度(IC50)為常規(guī)錳處理(36.60μmol/L)的1.35和2.43倍。說明高錳條件下空心蓮子草體內(nèi)EPSPS活性變化不大,但對草甘膦的敏感性降低。
　　 5.次高錳培養(yǎng)的空心蓮子草在體內(nèi)的GSTs活性和GSH含量與常規(guī)錳處理(1.007mmol/min·mg,0.056mg/g)相當,但高錳處理兩者分別比對照降低

7、了26.63％和26.33％。草甘膦(68gae/hm2)莖葉處理后,GSTs活性和GSH含量均呈升高趨勢,藥后4天時常規(guī)錳、次高錳和高錳處理的GSTs活性分別為藥劑處理前的1.64、1.63和1.71倍,GSH含量分別為藥劑處理前的1.36、1.40和1.47倍。高錳環(huán)境中生長的空心蓮子草對草甘膦產(chǎn)生耐藥性可能與GSTs活性和GSH含量關(guān)系不大。
　　 6.草甘膦(68gae/hm2)莖葉處理后,常規(guī)錳、次高錳和高錳處理的空心