新型除草化合物二氯喹啉草酮的作用機(jī)理初探.pdf

1、稻田惡性雜草是影響水稻產(chǎn)量與品質(zhì)的有害生物之一，而研發(fā)并應(yīng)用安全、高效、殺草譜廣的新型除草劑是控制草害最簡單有效的手段。本研究室前期初步研究發(fā)現(xiàn)，我國研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型除草劑二氯喹啉草酮對稻田多種一年生禾本科、闊葉類和莎草科雜草具有較高的生物活性。目前，關(guān)于二氯喹啉草酮的選擇性及其機(jī)理尚未見報(bào)道。本文選取硬稃稗（Echinochloa glabrescens）、光頭稗（Echinochloacolonum）、無芒稗（Echin

2、ochloa crusgalli var.mitis）、西來稗（Echinochloa crusgalli var.zelayensis）和粳稻品種南粳9108、泗稻11、南粳45、秈稻品種揚(yáng)稻6、R10、南京11、雜交稻品種廣兩優(yōu)15、兩優(yōu)669、兩優(yōu)6326為研究材料，通過室內(nèi)生測法測定二氯喹啉草酮對稗屬雜草的生物活性及對水稻的安全性，研究二氯喹啉草酮處理后不同時(shí)間硬稃稗和南粳9108的抗氧化防御系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)變化，分析藥后雜草和水稻

3、的乙烯生物合成途徑關(guān)鍵組分含量變化和關(guān)鍵酶ACC合酶、ACC氧化酶的活性變化，并通過添加ACC合酶活性抑制劑及其酶學(xué)底物，驗(yàn)證二氯喹啉草酮作用靶標(biāo)機(jī)理。具體研究結(jié)果如下:
　　1.二氯喹啉草酮對稗屬雜草的生物活性及對水稻的安全性
　　二氯喹啉草酮對2～3葉期西來稗、硬稃稗、無芒稗、光頭稗的ED90（抑制雜草莖葉鮮重10％時(shí)的除草劑劑量）在273～445 g a.i.·ha-1之間，藥后稗屬雜草株型披散、葉片枯黃，表現(xiàn)激素除草

4、劑癥狀。對2～3葉期粳稻（南粳9108、南粳45、泗稻11）、秈稻（南京11、揚(yáng)稻6、R10）、雜交稻（廣兩優(yōu)15、兩優(yōu)669、兩優(yōu)6326）選擇性指數(shù)分別為4.37～9.27、5.21～11.19、4.61～13.99。二氯喹啉草酮對西來稗、硬稃稗、無芒稗、光頭稗生物活性高，并對粳稻、秈稻、雜交稻安全。
　　2.藥后硬稃稗和南粳9108乙烯生物合成途徑關(guān)鍵組分含量及關(guān)鍵酶活性變化
　　二氯喹啉草酮處理后，硬稃稗莖葉組織內(nèi)乙

5、烯、ACC（1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸）含量顯著提高，關(guān)鍵酶ACC合酶和ACC氧化酶活性增強(qiáng)，而南粳9108各指標(biāo)提高幅度小，與未處理對照無顯著差異。外源添加ACC合酶活性抑制劑氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(Amino-ethoxyvinylglycine，AVG)或氯化鈷(CoCl2)可明顯緩解二氯喹啉草酮對硬稃稗的抑制效果，而添加酶學(xué)底物乙烯前體乙烯利、ACC則可提高對二氯喹啉草酮對硬稃稗的防效。乙烯合成及其介導(dǎo)的調(diào)控途徑是二氯喹啉草酮的關(guān)

6、鍵作用機(jī)理之一。
　　3.二氯喹啉草酮處理后硬稃稗和南粳9108抗氧化防御系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)變化
　　二氯喹啉草酮處理后，硬稃稗MDA（丙二醛）含量明顯高于未用藥對照，葉綠素含量顯著低于未用藥對照，SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（過氧化氫酶）、POD（過氧化物酶）活性持續(xù)增高，后期增高速率減慢;而南粳9108各生理指標(biāo)均與對照無明顯差異或略高于未用藥對照。二氯喹啉草酮處理可導(dǎo)致硬稃稗內(nèi)源抗氧化系統(tǒng)發(fā)揮作用，但藥劑處理后期硬稃稗內(nèi)