全 文 ：山东农业大学学报(自然科学版),2014,45(5):778-781,784 VOL.45 NO.5 2014
Journal of ShandongAgricultural University (Natural Science Edition ) doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2014.05.029
猪殃殃抗双氟磺草胺的生理机制研究
马鹏生
宁夏大学农学院, 宁夏 银川 750000
摘 要: 本文通过田间试验和室内分析测定，对敏感性猪殃殃（S生物型）和抗性猪殃殃（R生物型）生理指标变化进
行了初步研究。试验结果表明：在田间推荐用量上限4.5 g a.i·hm-2双氟磺草胺处理后，R生物型体内的ALS活力表现为
先降低后增高趋势，第7 d时达到峰值，是对照的1.4倍。而S生物型体内ALS活力随着处理时间延长也逐渐降低。通
过对保护性酶POD、SOD研究结果表明，R生物型喷药后，体内的POD变化呈增高-降低-增高的趋势，第7 d时达到峰
值，比对照高16.5 g-1·FW-1，SOD变化趋势则表现为先降低后增高。S生物型在处理后第4 d，体内的POD活性显著下
降，7 d时降到最低，而SOD变化则为随着处理时间延长，SOD活性也逐渐降低。综合分析表明，R生物型在受到双
氟磺草胺胁迫后，植株能够进行正常生长，靶标酶ALS仍然保持较高的活性，保护性酶POD、SOD持续稳定是对双氟
磺草胺产生抗性的主要生理机制。
关键词: 猪殃殃; 双氟磺草胺; ALS活性; 保护性酶
中图法分类号: TQ450.1+3 文献标识码: A 文章编号: 1000-2324(2014)05-0778-04
Study on the Physiological Mechanism of the Resistance of
Galium aparine L. against Florasulam
MA Peng-sheng
School of Agriculture Ningxia University ,Yinchuan , 750000,China
Abstract: This paper preliminarily studied the physiological symptom change of sensitive Galium aparine L.(S biotype) and
resistant Galium aparine L.(R biotype) through field test and analysis measure in laboratory. The results showed that: the
ALS dynamic performance in R biological increased first then decreased after sulfur difluoride alachlor treatment in the field
recommended dosage limit 4.5 g a.i hm-2, and reached a peak at 7 d, which is 1.4 times of references. While in S biological,
the ALS dynamic performance gradually reduce with the prolong of processing time. Results through the study on protective
enzyme POD and SOD showed that POD changes in R biotype after spraying was increasing, reducing and increasing and
reach a peak at 7 d, which is 16.5 g-1 • FW-1 higher than the reference. SOD changing trend was decreasing first then
increasing. S biotype at 4 d after processed. POD activity in the body was significantly decreased after treatment and reached
a minimum at 7 d. SOD changes prolonged with the prolonging processing time and SOD activity was also decreased.
Comprehensive analysis showed that the plants of R bio-type can normally grow after being stressed by double fluoride
sulfur alachlor and neuropathy target esterase ALS remained high activity, the sustained and steady protective enzymes POD,
SOD was the main physiological mechanism producing anti-sulfonamide to Florasulam.
Keywords: Galium aparine L.; Florasulam; ALS activity; protective enzymes
猪殃殃（Galium aparine L.）属茜草科一年生或越年生杂草，攀援或蔓生，是黄河以南各省冬
小麦、冬油菜田中最重要的恶性杂草之一。双氟磺草胺是美国陶氏益农公司在 20世纪 90年代中期
开发的三唑嘧啶磺酰胺类除草剂，主要用来防治麦田猪殃殃、野油菜、繁缕、播娘蒿、荠菜等阔叶
杂草。其作用机理是通过抑制植物中特有的乙酰乳酸合成酶(ALS)从而阻碍植物细胞的分裂与伸长，
抑制支链氨基酸的生物合成途径，阻断细胞分裂过程中从 G2到M阶段，以及 GI到 S过渡，达到
杀死杂草的目的[1]。近年来根据调查发现，麦田猪殃殃已经对抑制 ALS位点的除草剂产生一定的抗
药性[2]。彭学岗等[3]在研究猪殃殃抗性过程中发现，北方不同省份猪殃殃对苯磺隆的抗药性有很大的
差异。其中抗性程度最高为河南省，抗性倍数达到 4.3倍。毛海燕等[4]在生产实践过程中也发现苯磺
隆对猪殃殃的防效明显下降的现象，但这些研究都仅仅局限于对磺酰脲类除草剂的抗性上面。有关
猪殃殃对磺酰胺类除草剂的抗性问题至今国内还未见报道。因此，本试验通过测定双氟磺草胺处理
后的 R生物型和 S生物型体内靶标酶 ALS、主要保护性酶 SOD、POD的变化情况，明确其对双氟
磺草胺的抗性程度及抗性产生的生理机制，以其为今后如何治理抗性猪殃殃奠定坚实基础。
收稿日期: 2013-04-20 修回日期: 2013-05-12
作者简介: 马鹏生(1979-),男,汉族,甘肃省静宁县人,讲师,研究方向:天然药物药理学
第 5期 马鹏生:猪殃殃抗双氟磺草胺的生理机制研究 •779•
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 供试试剂 试验除草剂为 5%双氟磺草胺悬浮剂，由美国陶氏益农（中国）有限公司生产。本试
验所用的化学及生化试剂见（下表 1）。
表 1化学及生化试剂
Table1 Chemicals and Biochemicals
试剂名称
Reagent name
纯度标准
Purity standards
生产厂家
Manufacturer
丙酮酸钠 生化试剂 上海恒远生物科技有限公司
30%过氧化氢 分析纯 安徽临泉化工有限公司
愈创木酚 化学纯 上海抚生实业有限公司
磷酸氢二钾 分析纯 湖北威得利化学科技有限责任公司
磷酸二氢钾 分析纯 湖北威得利化学科技有限责任公司
氮蓝四唑 生化试剂 上海倍卓生物科技有限公司
核黄素 生化试剂 广济药业
1.1.2 供试仪器 本试验使用的仪器有恒温水浴振荡器，由金坛市金南仪器制造有限公司生产；高速
冷冻离心机(2~16 p)，由德国 Sigma公司生产；UV-2201型紫外分光光度计，由上海谱元仪器有限公
司生产。
1.1.3 供试材料 本试验的猪殃殃均采自于河南省驻马店市麦田。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 ALS活性测定
1.2.1.1 溶液配制方法
磷酸缓冲液：配制 50 mmol·L-1 K2HPO4-KH2PO4 PH=7.0 的缓冲溶液；酶提取液：配制含 0.5
mmol·L-1MgCl2，0.5 mmol·L-1TPP，1 mmol·L-1丙酮酸钠 PH7.0的磷酸缓冲液；酶溶解液：配制含 0.5
mmol·L-1MgCl2的 0.1 mol·L-1，20 mmol·L-1丙酮酸钠 pH 7.0的磷酸缓冲液。
1.2.1.2 ALS提取方法
参照 Fan等[5]方法并稍作改动。准确称量 0.5 g的猪殃殃叶片剪碎后立即放入预冷的研钵中，加
入少许液氮，5 mL酶液及石英砂，在冰浴上进行持续研磨，当叶片成于匀浆时，倒入事先准备好的
离心管中，定容至 8 mL，于 25000 g 4℃下离心 30 min，用移液枪将上清液置于新的试管中，加入
(NH4)2SO4晶体，使之饱和度达到 50％左右，当溶液沉淀 2 h后，于 25000 g 4℃下离心 20 min，把
上清液倒掉，加入 8 mL酶溶解液中待测。
1.2.1.3 ALS活性测定方法
首先在 10 mL的玻璃试管中加入 1 mL酶液，0.1 mL磷酸缓冲液及 0.8 mL酶反应液，摇匀后在
32℃的恒温水浴锅中进行 1 h的暗反应，之后加入 0.2 mL 3 mol/L H2SO4让其中止反应，在 60℃水
浴锅中脱羧 10 min，在加入 1 mL 5%甲萘酚和 1 mL0.5%肌酸显色 20 min，随后立即转入到冰浴中冷
却 1 min，在 525 nm波长下进行比色。
1.2.2 过氧化物酶 POD活性测定
1.2.2.1 酶液配制与提取
参照李合生等[6]方法并稍作改动，酶提取液配制：配置 0.05 mol·L-1愈创木酚溶液；0.05 mol·L-1、
pH 5.5 的磷酸缓冲液。
酶液的提取：准确称取 0.5 g材料，剪碎后放入液氮预冷的研钵中，加入 3 mL的磷酸缓冲液进
行持续研磨，当状态为匀浆时，将其倒入离心管中。放置 4℃条件下，提取 1 d，然后于 25000 g 4℃
下离心 20 min
取上清夜即为酶提取液。
1.2.2.2 POD 酶活性的测定
·780· 山东农业大学学报(自然科学版) 第 45卷
POD酶活性测定的反应体系包括：1.0 mL 2% H2O2；1.0 mL 0.05 mol·L-1愈创木酚溶液；2.9 mL
0.05 mol·L-1、pH 5.5 的磷酸缓冲液，0.2 mL 酶液，反应体系加入上述酶液之后，在水浴 35℃保温
3～5 min，在 470 nm 波长下进行比色，每隔 1 min测定 1次，记录吸光度值，酶活性单位(u) 以每
min内 A470变化 0.01为一个。
1.2.3 抗氧化酶 SOD 活性测定
1.2.3.1 酶液提取
参照赵世杰等[7]方法并稍作改动，将待测 0.5 g材料切碎之后，放入研钵中，加入 1 mL 提取液
和少许石英砂，在冰浴下快速研磨，当成浆时，倒入离心管中，加入 4～5 mL提取液，于 15000 g，
4℃下进行离心 15 min，取上清夜为 SOD 粗提液。
1.2.3.2 SOD酶活性测定反应体系
表 2 SOD酶活性测定的反应体系
Table 2 SOD activity assay of reaction system
pH 7.8、 0.05 mol·L-1的磷酸缓冲液 1.6 mL
100 μmol·L-1EDTA-Na2溶液 0.3 mL
20 μmol·L-1核黄素溶液 0.3 mL
130 mmol·L-1甲硫氨酸溶液 0.3 mL
750 μmol·L-1氮蓝四唑溶液 0.3 mL
酶反应液 0.2 mL
总反应体系量 3.0 mL
1.2.3.3 SOD 活性的测定和计算
反应的步骤如下，首先将空白试管用黑纸包起来，其他反应的试管放置于日光灯 15000 LX下进
行反应，反应时间为 15 min左右。然后以空白试管作为对照，在波长 560 nm下，分别测定其他各
管的消光度值，SOD 活性单位用抑制 NBT光化还原的 50%作为一个酶活性单位来表示。
1.3 数据统计
用 EXCEL 2003和 DPS 3.01统计软件进行方差分析，结果用 3次重复的“平均值±标准差”表示。
2 结果与分析
2.1 ALS活性分析
由图 1可以看出，在田间推荐剂量上限 4.5 g a.i·hm-2处理后，R生物型和 S生物型体内的 ALS
活力变化有明显差异，S生物型经过处理之后 ALS活力呈显著降低趋势并均低于对照。到第 7 d时，
比对照降低 29 nmol/mg，比 R生物型降低 45.1 nmol/mg，这表明 S生物型体内的 ALS酶受到药剂抑
制作用，使合成支链氨基酸的能力下降，从而对植株造成毒害作用。而 R生物型喷药后，ALS活力
呈先降低后增高趋势，ALS活力前期受到了短暂的抑制，但抑制作用很快解除，以后一直高于对照。
在第 7 d时，体内 ALS活性达到峰值，是对照的 1.4倍(见图 1)。因此，R生物型在处理后体内靶标
酶仍然保持较高的活性，是对双氟磺草胺产生耐性的主要原因之一。
2.2 双氟磺草胺对猪殃殃 POD活性的影响
过氧化物酶 POD主要的作用是清除植物体内的 H2O [8]。在田间推荐上限剂量 4.5 g a.i·hm-2处理
后，R生物型和 S生物型体内的 POD 活性均表现为先增高后降低趋势（见图 2），并且前 3 d都高
于对照。第 4 d时，R生物型和 S生物型 POD 活性出现两极分化，R生物型不断增高，7 d时达到
峰值，比对照高 16.5 g-1·FW-1。S生物型则不断降低，7 d时降到最低，比对照低 16 g-1·FW-1，比 R
生物型低 32.5 g-1·FW-1。这表明双氟磺草胺胁迫后，S生物型体内的 POD活性逐渐下降，从而降低
了清除 H2O2的能力，使脂质受到严重的损害，吸水性急剧下降导致植物枯死。然而 R生物型体内的
POD活性增加，及时清除 H2O2，使植物健康生长。
第 5期 马鹏生:猪殃殃抗双氟磺草胺的生理机制研究 •781•
2.3 双氟磺草胺对猪殃殃 SOD活性的影响
在剂量为 4.5 g a.i·hm-2处理后，R生物型和 S生物型体内的 SOD活性差异明显（见图 3）。S
生物型在喷药后，随着处理时间延长，SOD活性也逐渐降低，到第 7 d时达到最低，比 R生物型低
290.7 U·g-1·FW-1，比 CK低 309.5 U·g-1·FW-1。而 R生物型 SOD活性在喷施双氟磺草胺后，前 3 d表
现为降低趋势，从第 4 d开始增高，到 6 d时基本恢复到同期对照水平。这表明 R生物型在胁迫后，
体内的 SOD活性逐渐增加，解除了超氧自由基的毒害作用，这可能是对双氟磺草胺产生抗性的另一
个原因。
图 3 双氟磺草胺对猪殃殃 SOD活性的影响
Fig.3 Effect of florasulam on SOD activity of Galium aparine L.
3 讨 论
通过上述研究表明，河南驻马店地区麦田猪殃殃已经对双氟磺草胺产生了一定的抗性，即使田
间推荐上限用量也不能达到很好的防效，而有调查研究发现，双氟磺草胺已经在该地区连续单一用
药 10余年之久，长期单一用药增加了对猪殃殃的选择压力，从而产生抗性单体，并逐渐形成抗性种
群[9,10]。
通过对性猪殃殃生理指标研究中发现，在双氟磺草胺胁迫下，R生物型和 S生物型体内的 ALS
活力变化明显，S生物型 ALS活力随着时间延长呈显著性降低趋势，这表明 ALS活力酶受到抑制，
使之合成支链氨基酸的能力降低，造成蛋白质合成紊乱而死亡[11]，这与隋标峰等[12]研究麦田抗性杂
草在苯磺隆处理后，乙酰乳酸合成酶的活性一直增加的结果是一致的。另外，有文献报道 ALS基因
突变或过量表达是杂草对除草剂敏感性降低的主要分子机制[13]。关于本文所研究的 R型猪殃殃抗性
分子机制需要在今后通过分子检测手段来确定。
从生理指标 POD、SOD酶的活性研究发现，在双氟磺草胺胁迫下，S生物型体内的保护酶 POD、
SOD活性不断降低，然而 R生物型体内的 POD活性则高于对照，SOD活性变化与对照基本无差异。
这表明 POD 活性随着处理时间延长而不断上升，可能是为了维持自身的代谢，而对双氟磺草胺产
(下转第 784页)
图 2 双氟磺草胺对猪殃殃 POD活性的影响
Fig.2 Effect of florasulam on POD activity after
spraying Galium aparine L.
图 1 双氟磺草胺对猪殃殃 ALS活力的影响
Fig.1 Effect of florasulam on ALS activity of Galium
aparine L.
·784· 山东农业大学学报(自然科学版) 第 45卷
②通过对非体育专业、体育教育专业以及运动训练专业等三个不同专业的心率的比较，结果表
明，三个专业的学生均具有显著性差异，P<0.05。
3.2 建 议
可以以上课时间负荷的大小和峰值为根据，合理的安排乒乓球课。首先，要对每一节乒乓球课
的任务和内容进行合理的安排，因此教师在上课之前必须要将备课的工作认真做好，同时对乒乓球
课的教学设计进行合理的安排，针对各项活动在课中的具体时间和内容进行合理的安排，交替安排
运动量的大小。其次，要对上课的负荷节奏进行合理的安排，教师必须要以学生的生理机能的变化
规律、体质状况、基础水平、身体体能、性别、年龄、气候以及教材的特点等为根据，针对运动生
理负荷在乒乓球教学当中的量度进行合理的安排，同时还要注意采用区别对待的方式[5]。最后，教
师要针对乒乓球教学进行积极的改进，并且使教学技巧得以提升上去。为了能够使学生练习的密度
以及运动生理负荷得以加大，教师可以增加学生在课堂当中练习的次数，对学生的活动范围予以扩
大，从而使练习的高度得以提升上去。
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(上接第 781页)
生的一种保护机制 [14,15]。另外，本文仅研究了猪殃殃在受到双氟磺草胺胁迫后，植物体内的靶标酶
ALS、超氧化物歧化酶 SOD、过氧化清酶 POD的变化情况，没有对解毒代谢酶 GSTs、P450的变化
进行深入分析，也没有涉及到猪殃殃对双氟磺草胺的吸收传导，需要在未来做更进一步研究。
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