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鱼藤酮是国内外备受重视的植物源杀虫剂,其人工合成困难,它的主要原材料非洲山毛豆(Tephrosia vogelii)叶片的含量比较低,采用航天诱变的方法,得到优良种质,探讨非洲山毛豆种子出芽最佳条件,利用无性繁殖延续优良性状获得高鱼藤酮含量植株,为鱼藤酮农药的工业生产提供原料。
利用高效液相色谱(HPLC)和高效液相色谱质谱联用(HPLC-MS)对150余株非洲山毛豆植株叶片干粉中的鱼藤酮含量定性和定量分析。结果显示:非洲山毛豆叶片干粉中鱼藤酮含量高于2.00%的非洲山毛豆种质2株,含量在1.00%~2.00%的种质8株。在参试的非洲山毛豆种质资源中,原始品种的鱼藤酮含量紫花品种为0.46%和白花品种为0.16%。紫花品种21号植株的鱼藤酮含量最高,达2.32%,比原始品种含量提高了4.02倍。对航天非洲山毛豆进行含量跟踪,鱼藤酮含量与各植株生理状况有关,不具有规律性。
试验筛选饱满的非洲山毛豆种子分别采用125mg/L、250mg/L、500mg/L的赤霉素(GA3),0.2%硝酸钾(KN03)恒温40℃培养等13种方法处理。结果显示:GA3处理的种子随着浓度的增加出芽率提高;经冷沸水恒温处理后出芽率提高了6%;随着沸水浸种时间的延长,出芽率呈先上升后下降的趋势,沸水浸种5min的出芽率最高达80%,与对照差异极显著。表明浸种温度对非洲山毛豆出芽起主导作用,沸水浸种5min后冷沸水浸种12h对非洲山毛豆的催芽效果最好。
对非洲山毛豆子二代(F2)鱼藤酮含量进行检测发现,F2代含量低于亲本,高含量植株其F2代含量高,最高为1.42%。对最高含量的21号非洲山毛豆植株F2代12株鱼藤酮含量检测发现,各植株鱼藤酮含量差异显著。
采用分株、嫁接、扦插、组织培养四种无性繁殖技术扩繁非洲山毛豆优良种质。结果显示:无性繁殖方式中,分株繁殖使用3-吲哚乙酸(IAA)浓度为500mg/L处理的非洲山毛豆枝条全部成活,2000mg/L没有成活枝条,250mg/L成活率为20%;单芽切接嫁接0.5年(y)的接穗效果最好,成活率为47%;合接嫁接没有成活接穗。扦插没有成活的枝条。分株繁殖是适合非洲山毛豆无性繁殖的方式,是保存高鱼藤酮含量的非洲山毛豆种质的重要方法。组织培养没有得到试管苗,愈伤组织能够产生鱼藤酮,其含量与培养时间呈正相关。
航天搭载非洲山毛豆种子产生高鱼藤酮含量的诱变种质,为非洲山毛豆诱变机理的研究提供了原材料,为工业化生产鱼藤酮农药奠定基础。