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苯噻酰草胺是被广泛用于水稻移栽田中单子叶杂草和部分双子叶杂草的除草剂,能大量吸附在土壤中,有较长的持效期,母体和降解产物对稻田环境毒性较大,对土壤环境造成潜在的威胁,影响当季作物和后茬作物的生长发育。根际微生物是与根系交流最为密切的微生物,能通过化学通讯如植物激素和挥发性有机化合物,直接或间接促进植物的生长,并调控植物增强抗胁迫能力。本论文利用16S rDNA测序结合代谢组学研究方法,从根际环境角度,探讨苯噻酰草胺作用下,水稻本身、根际微生物和根际代谢的变化,为植物的除草剂耐受机制和自我修复体系的研究提供新的思路。1、苯噻酰草胺代谢物的鉴定。通过水解实验,利用QuEChERS提取方法,并运用HPLCQ-TOF/MS技术鉴定苯噻酰草胺的水解产物。建立的代谢物鉴定方法系统稳定性良好,数据可靠,方法筛选并鉴定到的苯噻酰草胺在水体中的中间代谢产物为2-苯并噻唑氧乙酸和N-甲基苯胺。2、苯噻酰草胺及其代谢物的检测方法的建立。优化提取溶剂中甲酸、氨水的含量,利用HPLC-MS/MS建立同时检测苯噻酰草胺及其代谢产物的方法,并进行方法学的验证。结果显示目标化合物的基质效应和提取回收率范围分别为-18.7%至10.5%和81.0%至116.9%,苯噻酰草胺、N-甲基苯胺和2-苯并噻唑氧乙酸的定量限分别为0.1μg/kg、1.0μg/kg和1.0μg/kg。3、苯噻酰草胺在稻田环境中的代谢迁移。结果表明,稻田生态环境对苯噻酰草胺具有富集能力,依次为:土壤>水稻根部>水稻地上部>水体,土壤中苯噻酰草胺在施药后第3天含量达到峰值,且水稻植株对苯噻酰草胺有吸收作用,并由根部向地上部转运。另一方面,黑壤中能降解产生更多代谢物2-苯并噻唑氧乙酸,且2-苯并噻唑氧乙酸在施药后2 h即出现在稻田环境中,含量持续增加;代谢物N-甲基苯胺释放到土壤后,其可提取含量随时间推移逐渐减少,极易在土壤中形成结合残留,且高浓度N-甲基苯胺在土壤中有吸附饱和现象。4、苯噻酰草胺对苗期水稻根际微生物的影响。通过比较土培和水培中水稻幼苗生长和根部激素变化情况,发现苯噻酰草胺胁迫下,土培的水稻幼苗表观生长无明显毒害作用,根内生长素、水杨酸含量显著高于对照组,而水培的幼苗生长受到明显抑制,根部生长素无明显变化,水杨酸和脱落酸含量显著增加。利用16S rDNA测序研究苯噻酰草胺对水稻根际微生物的影响,发现低浓度的苯噻酰草胺对根际微生物群落结构影响不大,但高浓度的苯噻酰草胺增加了微生物群落的α-多样性,增加了芽孢杆菌相对丰度。利用HPLC-Q-TOF/MS技术研究苯噻酰草胺对根际代谢的影响,发现根际基础代谢增强,水杨酸合成、生长素合成等激素合成途径增强。因此,苯噻酰草胺胁迫下,植物激素调控水稻生长,而根际微生物能通过调节植物激素,如芽孢杆菌增强色氨酸代谢途径,从而提高水稻对苯噻酰草胺的耐受性。这一结论为植物除草剂耐受机制研究提供新的思路。