全 文 ：草甘膦对田旋花和打碗花体内莽草酸含量的影响
刘　延 , 张朝贤 , 黄红娟 , 魏守辉 , 崔海兰
(中国农业科学院植物保护研究所 /中国农业科学院杂草害鼠生物学与治理重点开放实验室 ,北京 100094)
　　摘要:草甘膦处理后 14d,对田旋花 、打碗花 、大豆体内莽草酸积累量进行分析 ,可明确田旋花和打碗花对草
甘膦的敏感性。草甘膦 840ga.i./hm2、 420ga.i./hm2处理后 ,不同植物体内莽草酸的积累量依次为大豆 >打碗
花 >田旋花。田旋花对草甘膦的耐药能力最强 , 并且随着生长时间的延长对草甘膦的抗药能力增强。打碗花只
是在草甘膦剂量比较低时具有一定的耐药能力。
　　关键词:草甘膦;田旋花;打碗花;莽草酸;积累
　　中图分类号:S451　　文献标志码:A　　文章编号:1003-935X(2008)02-0010-03
收稿日期:2008-03-12
基金项目:“十一五 ”国家科技支撑重大项目(编号:2006BAD08A09)
资助。
作者简介:刘　延(1978—), 女 ,博士研究生 ,主要从事杂草科学研
究。 E-mail:yanliu@wssc.org.cn。
通讯作者:张朝贤(1955—),男 ,博士 ,研究员 ,主要从事杂草科学研
究。 Tel:(010)62815937;E-mail:cxzhang@wssc.org.cn。
　　田旋花(ConvolvulusarvensisL.)和打碗花(Ca-
lystegiahederaceaWal.)同属旋花科多年生杂草 ,是
华北地区小麦 、玉米 、大豆等旱田作物的重要杂草 。
近年来随着少耕免耕农业措施的推广 , 草甘膦
(glyphosate)、百草枯(paraquat)等广谱灭生性除草
剂使用范围越来越广 。草甘膦是内吸传导型除草
剂 ,它的作用机理主要是竞争性抑制莽草酸途径中
的 5-烯醇丙酮莽草酸 -3-磷酸合成酶 ,导致植物
体内莽草酸积累过量 ,苯丙氨酸 、酪氨酸和色氨酸的
合成受阻而死亡 [ 1] 。由于莽草酸含量水平是草甘
膦处理后植物最早出现变化的生理指标 ,因此草甘
膦处理后莽草酸的积累往往被作为检测被测植物受
草甘膦药害程度的有效方法[ 2] 。抗性杂草经草甘
膦处理后体内莽草酸的积累较少 ,而敏感杂草体内
的莽草酸则可积累到相当的水平 ,因此也可通过检
测杂草体内莽草酸的含量来监测和预防抗草甘膦杂
草的发生[ 3] 。
近年来调查发现 ,草甘膦对田旋花和打碗花防
除效果较差 。国外虽有研究表明 ,自然界中存在着
天然对草甘膦耐药的田旋花种群[ 4] ,但我国关于田
旋花对草甘膦的抗药性程度没有报道 。本试验通过
测定经草甘膦处理的田旋花 、打碗花和大豆(Giycine
max(L.)Merril)体内莽草酸积累水平 ,以明确我
国田旋花 、打碗花对草甘膦的抗性程度 。
1　材料与方法
1.1　供试材料
仪器:低温离心机 、紫外分光光度计 。
试剂:HCl、高碘酸 、NaOH、甘氨酸 、莽草酸(标
样)、41%草甘膦(孟山都公司产品)。
植物材料:田旋花(采自北京麦田)、打碗花(采
自北京麦田)、大豆(品种为冀豆 4号)。
1.2　试验方法
1.2.1　药剂施用　选取生长 45 d、90 d的田旋花 ,
45 d的打碗花 , 45 d的大豆 ,且长势均匀的植株 ,以
浓度为 840 ga.i./hm2 、420 ga.i./hm2的草甘膦进
行茎叶喷雾。
1.2.2　莽草酸的提取　喷药后每 2 d剪取田旋花 、
打碗花和大豆的地上茎叶和地下根洗净晾干 ,共采
样 7次 。各取样品 0.5 g左右 ,剪碎于研钵中液氮
研磨 ,加入 1.0 ml的 HCl, 4 ℃, 12 000 r/min离心
15 min,收集上清液 , 4 ℃保存待测。重复 3次。
1.2.3　莽草酸含量测定 　参考娄远来等的方
法[ 5] ,取 200 μl上清液 ,加入 2.0 ml1%过碘酸溶
液 , 3h后加入 2.0ml1.0 mol/L的 NaOH,并混匀 ,
然后加入 1.2 ml的 0.1 mol/L甘氨酸混匀 ,静置于
380 nm比色 ,记录 OA值 。
1.2.4　莽草酸标准曲线制作　将莽草酸标准样品
10 mg溶于 0.25mol/LHCl1.0 ml中 ,分别取 0、1、
—10— 杂草科学　2008年第 2期
5、10、50、100μl加 0.25mol/LHCl至 1.0ml。与莽
草酸含量测定的相同步骤测定吸光度 OA值 。
2　结果与分析
2.1　草甘膦对田旋花 、打碗花和大豆地上部分的
影响
随着试验时间的延长 , 3种植物地上部分对草
甘膦各处理的反应不同(图 1)。 420 ga.i./hm2草
甘膦处理后田旋花和打碗花体内的莽草酸均在第 6
d积累到最大值 ,然后下降 ,第 8d与对照接近 ,以后
趋于平稳。大豆对草甘膦的反应比较剧烈 ,第 8 d
莽草酸的积累迅速上升 10倍 ,并在以后的时间一直
保持直线上升。草甘膦施用后 6d,大豆表现出草甘
膦药害症状 , 叶片上出现斑点 ,第 8 d整株脱水
干枯。
840 ga.i./hm2草甘膦处理后 ,田旋花体内的
莽草酸在前 8d一直缓慢积累 ,然后积累量下降 ,第
10 d以后逐渐降到对照水平。莽草酸积累量整体
波动幅度较小 ,田旋花生长 90d比 45d的积累量更
少 ,在整个取样时期外部形态上没有药害症状。打
碗花在草甘膦处理的前 6d莽草酸缓慢积累 ,以后 2
d小幅下降 ,然后急剧升高 ,最后稳定在对照的 4倍
水平 。草甘膦使用后 8 d打碗花开始出现叶片发
黄 , 12d老叶片干枯凋落 。大豆体内莽草酸积累的
高峰出现最早 ,在草甘膦处理后 4 d即达到第一个
高峰 800μg/ml,相当于对照的 40倍 ,第 8 d达到第
二个高峰 1 000 μg/ml,是对照莽草酸积累量的 50
倍 ,并一直保持在此高水平。大豆于施药后第 4 d
出现灼烧点 ,第 6d叶片失水干枯。
2.2　草甘膦对田旋花 、打碗花和大豆地下部分的
影响
草甘膦处理后 , 3种植物地下部莽草酸积累情
况各有不同(图 2)。田旋花在草甘膦 840 ga.i./
hm2 、420ga.i./hm2处理后地下部分与地上部分反
应基本同步 ,均为前 6 d莽草酸缓慢积累 ,然后降低
到对照水平 。同样 ,田旋花生长 90d比生长 45d莽
草酸的积累量更少。
840 ga.i./hm2、420 ga.i./hm2草甘膦处理对
打碗花地下根茎部分的莽草酸积累特点不同 ,虽然
在第 6 d达到高峰后下降 ,但第 12 d又达到第二次
高峰 。高剂量比低剂量处理的莽草酸积累量更多 。
大豆根部对草甘膦的反应与地上部分表现完全
相反 。 840 ga.i./hm2草甘膦处理后 ,大豆根内的
莽草酸迅速降低 ,在第 6 d低于对照 ,并逐渐降低趋
近于 0。草甘膦 420ga.i./hm2处理的大豆根内莽
—11—刘　延等:草甘膦对田旋花和打碗花体内莽草酸含量的影响
草酸在前 6 d缓慢积累 ,第 12d时降到对照以下 ,并
继续下降趋近于 0。
3　讨论
植株受草甘膦作用后 ,低剂量下的伤害能自行
恢复 ,莽草酸的含量会因其自身代谢而逐渐减少 。
而在高剂量下植株的伤害逐渐加重 ,其体内莽草酸
的含量也逐渐增加 。由于植物种类不同 ,通过莽草
酸的积累可以判断其对草甘膦的敏感性。本试验
中 ,大豆对草甘膦非常敏感 , 840 ga.i./hm2草甘膦
对大豆的伤害非常迅速 ,即使是 420 ga.i./hm2 ,大
豆体内的莽草酸积累比对照高了几十倍;打碗花对
草甘膦低剂量不敏感 ,高剂量下比较敏感 ,尤其是地
下部分莽草酸积累水平较高;田旋花对草甘膦的敏
感性最小 ,高剂量 840 ga.i./hm2草甘膦处理下田
旋花体内的莽草酸仍没有大量积累 ,并且在处理后
的 14 d内仍然保持正常生长 ,并且随着生长时间的
延长这种现象更明显 。
通过本试验对草甘膦处理后体内莽草酸的积累
情况 ,证实我国田旋花对草甘膦具有抗药性 ,打碗花
只有一定的耐药能力。抗草甘膦杂草的发生和蔓延
是农业生产的潜在威胁 。可以通过对比不同植物草
甘膦处理后的莽草酸积累水平来监测杂草对草甘膦
的抗性情况。
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—12— 杂草科学　2008年第 2期