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麦田常见杂草有荠菜、播娘蒿、泽漆、猪殃殃等,田间应用发现苯磺隆对这些阔叶杂草防效差异较大。目前国际上仍然将杂草的抗药性和敏感性研究作为杂草科学研究中最重要的中心课题之一。同样,有关麦田不同杂草对苯磺隆的敏感性研究,对于揭示麦田杂草的敏感性机理,为苯磺隆的科学应用提供了理论依据。20世纪90年代后,磺酰脲类等超高效化学除草剂的开发应用占据农药市场,代表着化学除草剂的发展方向。苯磺隆(tribenuron-methyl)是一类重要的磺酰脲类麦田除草剂,广泛用于冬小麦、春小麦、大麦和燕麦等麦类作物,有效防除一年生及多年生阔叶杂草,如播娘蒿、荠菜等。本研究以苯磺隆作用靶标乙酰乳酸合成酶(ALS),植物重要代谢酶谷胱甘肽-s-转移酶(GSTs)和保护酶(SOD、POD)为测试对象,从不同杂草对苯磺隆的敏感性,磺酰脲类除草剂与有机磷类杀虫剂混用对杂草及小麦的影响等多个方面系统研究了苯磺隆敏感性及选择性机理。研究结果如下:1、荠菜、播娘蒿、泽漆、猪殃殃对苯磺隆的敏感性差异的盆栽法测定结果表明,麦田四种杂草对苯磺隆的敏感性差异明显,泽漆对苯磺隆的敏感性最低,IC50为123.16 g. a. i·hm-2;猪殃殃和荠菜次之,分别为8.47、1.07 g. a. i·hm-2;播娘蒿最敏感,为0.29 g. a. i·hm-2。2、苯磺隆对杂草ALS活性的影响:离体条件下,苯磺隆对播娘蒿、泽漆ALS的IC50值分别为6.40、54.90 mg. a. i·L-1。活体条件下,经苯磺隆18 g. a. i·hm-2处理后,播娘蒿体内ALS活力低于对照,第9 d降为对照的31.20%,而敏感性低的泽漆处理后1-2 d ALS活力虽略有下降,但第3 d明显提高,第4 d达到峰值,为对照的2.90倍,此后逐渐恢复至对照水平。结果表明,麦田不同杂草体内靶标酶ALS的敏感性差异是对苯磺隆敏感性不同的重要原因之一。3、苯磺隆对杂草GSTs活性的影响:4种杂草本身所含GSTs活性存在较大差异,泽漆GSTs活性最高。经苯磺隆处理后,泽漆与猪殃殃GSTs活性明显提高,第4 d时达到峰值,相对活性分别为1.23和1.25,并持续在较高水平;而荠菜、播娘蒿GSTs活性虽分别在第3、5 d达到峰值,但多数时间相对活性低于1。结果表明,麦田不同杂草体内代谢酶GSTs代谢能力的差异是对苯磺隆敏感性不同的另一重要原因。4、苯磺隆对杂草SOD和POD活性的影响:经苯磺隆18 g. a. i·hm-2茎叶处理后,对播娘蒿和泽漆SOD活性有明显影响,播娘蒿在喷施苯磺隆后,SOD活性呈现降低趋势,第7 d时,其SOD活性降为同期对照的42.6%;而泽漆SOD活性在喷施苯磺隆后前3 d表现为降低趋势,以后SOD活性开始增高。第7 d时其SOD活性基本恢复到同期对照水平。可见,苯磺隆茎叶处理后,对苯磺隆敏感性低的泽漆能够快速恢复清除超氧自由基的能力,从而解除苯磺隆对其脂质的伤害是对苯磺隆敏感性降低的原因之一。经苯磺隆18 g. a. i·hm-2茎叶处理后,播娘蒿和泽漆POD活性均表现为先增高后降低趋势。喷施苯磺隆第3 d,播娘蒿和泽漆POD活性均高于对照,并达到峰值。随后POD活性开始降低,并在播娘蒿和泽漆间呈现两极分化。泽漆在喷施苯磺隆后5 d,其体内POD活性开始增高并高于对照。而播娘蒿体内POD活性持续降低。苯磺隆茎叶处理后,对苯磺隆敏感性高的播娘蒿体内POD活性降低导致清除H2O2能力降低,最终使脂质伤害加重而导致整株枯萎。5、采用硫酸铵沉淀法和葡聚糖(Sephadex G-25)凝胶层析法对泽漆体内乙酰乳酸合成酶进行了初步分离纯化,并对其在不同温度下的半衰期作了初步的研究。结果表明,经硫酸铵沉淀和Sephadex G-25凝胶层析后,测得该酶比活力为粗酶液的5.9倍。4℃下的该酶的活性半衰期为9-10 d,-20℃下其活性半衰期为13-14 d。离体ALS酶促反应动力学研究表明,播娘蒿体内ALS酶Km为8.93 mmol·L-1,Vmax为146.7890 mmol·L-1·min-1;泽漆体内ALS酶Km为7.08 mmol·L-1,Vmax为137.0238 mmol·L-1·min-1;对苯磺隆敏感性差异较大的两种杂草体内ALS酶Km和Vmax相差不大,表明该两种杂草对苯磺隆敏感性产生差异的原因并不是由于靶标酶ALS结构发生变异而引起的。6、苯磺隆与氧化乐果混用对泽漆幼芽的抑制作用研究结果表明,在一定浓度范围内,苯磺隆与氧化乐果混用后对泽漆幼芽长的抑制率随各自用量的增加而提高。两者混用后,以苯磺隆为基准的EC50等效线位于相加效应线之下,但离等效线较近,说明氧化乐果的加入略微增加了对泽漆的抑制作用。但是以氧化乐果为基准的EC50等效线大部分位于相加效应线之上,或在相加效应线附近,说明在一定浓度范围内苯磺隆的加入反而降低了对泽漆的抑制作用。7、苯磺隆与氧化乐果混用对小麦幼芽的抑制作用研究结果表明,一定浓度范围内,两者混用后对小麦芽长的抑制率随各自用量的增加而提高;并与各自单用相比,芽长抑制率均有一定的提高。苯磺隆与氧化乐果混用,无论是以苯磺隆为基准还是以氧化乐果为基准的EC50等效线,均位于相加效应线之下,且距相加效应线较远,说明两者混用对小麦幼芽有明显的抑制作用。苯磺隆与氧化乐果混用易对小麦产生药害的研究结果表明,苯磺隆与氧化乐果单用及混用茎叶处理小麦后,无论是苯磺隆、氧化乐果还是两者混用都能提高小麦体内GSTs活性。两者混用时,小麦体内GSTs活性第1 d就有明显提高,第2 d时达到峰值,相对活性分别为1.47和1.92,而且比两者单用时小麦GSTs活性都有显著提高,表明两者混用能够诱导产生更多的GSTs以代谢小麦体内的苯磺隆与氧化乐果。