不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異

郭玉蓮，宋偉豐，李明，黃春艷，王宇，黃元炬

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)藥應(yīng)用研究中心，哈爾濱 150086）

不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異

郭玉蓮1，宋偉豐2，李明2，黃春艷1，王宇1，黃元炬1

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)藥應(yīng)用研究中心，哈爾濱 150086）

為評價氟磺胺草醚對玉米的安全性，采用室內(nèi)毒土法和酶活力測定法探討不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異及其機制。不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性有較大差異，其中，東農(nóng)888對氟磺胺草醚最敏感，IC50為0.59 mg·kg-1，其次為墾粘1號，耐藥倍數(shù)僅為1.10；龍467、高油186、龍單38等8個品種的敏感性中等，耐藥倍數(shù)為2.88～5.25；吉單27、先玉335等6個品種表現(xiàn)出較強的耐藥性，耐藥倍數(shù)為5.71～8.83，其中，吉單27、先玉335和東農(nóng)888、墾粘1號對氟磺胺草醚敏感性差異顯著。氟磺胺草醚對4種玉米的PPO活性、葉綠素含量及光合速率影響均隨殘留量增加而逐漸增大，氟磺胺草醚對玉米PPO活性、葉綠素含量及光合速率的抑制與品種的耐藥性呈負相關(guān)。研究表明，不同玉米品種對氟磺胺草醚產(chǎn)生的敏感性差異源于PPO活性差異。

氟磺胺草醚；玉米；敏感性；PPO；葉綠素；光合速率

氟磺胺草醚（Fomesafen）是由英國捷利康公司開發(fā)的二苯醚類除草劑[1]，是一種具有高度選擇性的大豆、花生田苗后除草劑，能有效防除大豆、花生田闊葉雜草和香附子，對禾本科雜草也有一定防效。能被雜草根葉吸收，使其迅速枯黃死亡，是我國北方豆田苗后應(yīng)用的主要除草劑品種。氟磺胺草醚是一種原卟啉原氧化酶（Protopor?phyrinogen oxidase）抑制劑，這種酶與植物細胞內(nèi)線粒體和葉綠體締合，催化原卟啉原Ⅸ氧化為血紅素與葉綠素生物合成中的最后一種中間產(chǎn)物——原卟啉Ⅸ。由于原卟啉原氧化酶受抑制，造成原卟啉原Ⅸ大量累積，積累的原卟啉原Ⅸ從質(zhì)體中泄漏出來，在細胞質(zhì)中轉(zhuǎn)化為原卟啉Ⅸ[2-5]，在光和分子氧存在條件下，原卟啉Ⅸ產(chǎn)生單態(tài)氧，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化和膜損傷[6]。藥液接觸作物葉片后，破壞葉綠素合成，導(dǎo)致植物葉片細胞壞死。氟磺胺草醚在土壤中的半衰期有的可長達100 d以上[7]，殘留在土壤中的氟磺胺草醚易對后茬水稻、馬鈴薯、甜菜、玉米等敏感的后茬作物產(chǎn)生藥害[8]，嚴(yán)重影響黑龍江省種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和換茬輪作，成為亟待解決的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題。

謝娜等研究表明，不同玉米品種對煙嘧磺隆、氯吡嘧磺隆和氯嘧磺隆的耐藥性存在差異，不同玉米品種對磺酰脲類除草劑耐藥性產(chǎn)生差異原因與除草劑靶標(biāo)酶和代謝酶有關(guān)[9-11]。但不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異及其機制尚未見報道。為此，本研究針對氟磺胺草醚殘留問題，采用盆栽毒土法測定不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異，以其靶標(biāo)酶、葉綠素含量及光合速率等指標(biāo)為研究對象，初步探討其產(chǎn)生差異原因，旨在為合理輪作換茬、解決氟磺胺草醚的殘留藥害問題提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試玉米品種

興墾3、邊單3、龍育4、龍育875、龍育467、高油186（青貯）、墾粘1號、先玉335、粘糯2000、東農(nóng)888、平全13、陽光1號，吉單27、豐合10、龍單38、賓玉2號；供試土壤為黑土，未使用過除草劑。土壤理化性質(zhì)為：有機質(zhì)39.6 g·kg-1，速效氮161.0 mg·kg-1，速效磷68.0 mg·kg-1，pH 6.64。

1.1.2 供試藥劑及試劑

25%氟磺胺草醚水劑，大連松遼化工有限公司生產(chǎn)。原卟啉IX，購自Sigma公司，HEPES、Tris、DTT、EDTA、MgCl2、蔗糖、吐溫80、鹽酸、甘油、牛血清白蛋白（BSA）、考馬斯亮藍G-250及其他試劑，均購自哈爾濱萬泰生物技術(shù)有限公司。

1.1.3 試驗儀器

1-15K高速冷凍離心機，Sigma公司產(chǎn)品；96OMC型熒光分光光度計，上海科曉科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；Li-6400XT光合分析儀，北京力高泰科技有限公司產(chǎn)品；SPX-250C型智能生化培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性

采用室內(nèi)添加法。首先選擇籽粒飽滿、大小均勻的玉米種子浸種24 h，然后在25℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽24 h，挑選芽長一致的種子備用。試驗采用毒土法，土壤中氟磺胺草醚濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1 mg·kg-1，塑料杯（7 cm×11 cm）每杯裝土200 g，播芽長一致的玉米種子4粒，4次重復(fù)。置于室溫下培養(yǎng)，出苗后7 d調(diào)查株高，計算株高抑制率，利用濃度對數(shù)和抑制率進行回歸分析，建立回歸方程并計算IC50值，用以評價不同玉米品種對氟磺胺草醚敏感性差異。

1.2.2 原卟啉原氧化酶（PPO）活性的測定

1.2.2.1 溶液的配制

酶提取緩沖液組成為：0.05 mol·L-1HEPES、0.5 mol·L-1蔗糖、1 mmol·L-1DTT、1 mmol·L-1MgC12、1 mmol·L-1EDTA、0.2%BSA，以KOH溶液調(diào)pH 7.8。溶酶緩沖液的組成為：0.05 mol·L-1Tris、2 mmol·L-1EDTA、20%（V/V）甘油，以HCI調(diào)pH 7.3。反應(yīng)緩沖液的組成為：0.1 mol·L-1Tris、1 mmol·L-1EDTA、4 mol·L-1DTT，以HCl調(diào)pH 7.5。測試緩沖液的組成為：0.1 mol·L-1Tris、1 mmol·L-1EDTA、5 mmol·L-1DTT，1%（V/V）吐溫80，以HCl調(diào)pH 7.8。

1.2.2.2 反應(yīng)底物的制備

配制10 mmol·L-1KOH的乙醇/水混合溶液（82%KOH 0.017 g，5 mL無水乙醇，蒸餾水定容至25 mL），精確稱量4.5 mg原卟啉IX，用4 mL KOH的乙醇/水溶液溶解，再稀釋至10 mL，避光氮氣保護下，按1.5 g·L-1加入3%鈉汞齊，反應(yīng)2 h。避光氮氣保護下過濾，用10%鹽酸調(diào)pH 8，按1∶3的體積比加入反應(yīng)緩沖液，分裝至樣品管中，每份1 mL，于液氮中保存（濃度約0.1 mmol·L-1）。

1.2.2.3 PPO的提取與測定

參照文獻[12-14]方法。采用暗室中培養(yǎng)的玉米黃化苗（土壤經(jīng)不同濃度氟磺胺草醚處理，空白土壤為對照），照光2 h微變綠后，取地上部分剪碎后加5倍體積的提取緩沖液，經(jīng)高速勻漿機勻漿，以100目尼龍綢過濾后再以800×g離心2 min（溫度為0℃），取上清液并以17 000×g離心6 min（溫度為0℃）。沉淀以溶酶緩沖液溶解后，即為酶樣品，-70℃保存，操作在0～4℃下進行。在15 mL的具塞試管中加入反應(yīng)緩沖液和100 μL的酶樣品，于30℃水浴中振蕩暗反應(yīng)10 min后加入50 μL原卟啉原IX溶液，總體積為1 mL，置于30℃水浴中振蕩暗反應(yīng)30 min，后加入2 mL測試緩沖液后立即測定波長630 nm（激發(fā)波長為410 nm）處的發(fā)射熒光強度。以加熱滅活的酶樣品為空白對照。每個處理重復(fù)3次。

1.2.2.4 蛋白質(zhì)含量測定

采用改進的考馬斯亮藍法[15]。取60 mg考馬斯亮藍G-250溶于100 mL 3%過氯酸溶液中，濾去未溶染料后，置于棕色瓶中保存。以牛血清白蛋白（BSA）為標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線。取1 μL酶樣品，加蒸餾水至200 μL，加200 μL染液。于波長620 nm處比色測定吸光度。每個處理重復(fù)3次，取平均值。以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標(biāo)，OD值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計算酶蛋白含量。

1.2.3 葉綠素含量測定

葉綠素含量測定采用比色法[16]。先將丙酮和無水乙醇等量混合成浸提液，將所測材料剪碎后加10 mL浸提液，加塞置暗處，于室溫（10～30℃）下進行浸提。一定時間后觀察浸提情況。待材料完全變白，即可測定浸提液的光密度。將色素提取液倒入厚度為1 cm比色皿中，將波長分別調(diào)至663和645 nm處，用丙酮和無水乙醇等量混合液調(diào)零，測定兩波長處的光密度值。將663和645 nm處測得的光密度值代入公式，將663和645 nm處測得的光密度值代入如下公式：

式中，CA代表葉綠素a含量、CB代表葉綠素b含量、CT代表總?cè)~綠素含量。根據(jù)（1～3）式計算出提取液中葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素濃度。再將葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素濃度值代入（4）式，求出所測材料單位質(zhì)量或單位面積的葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量。

1.2.4 光合速率測定

選擇大小均勻的玉米種子浸種24 h，然后在25℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽24 h，挑選芽長一致的種子備用。試驗采用毒土法，土壤中氟磺胺草醚濃度分別為0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1 mg·kg-1，塑料杯（7 cm×11 cm）每杯裝土200 g，播芽長一致的玉米種子4粒，4次重復(fù)。置于溫室中培養(yǎng)，常規(guī)管理。至玉米苗長至8～10片葉時，利用Li-6400XT光合分析儀測定第六片葉的光合參數(shù)，包括凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率。所有項目均在9:00～11:00測定，各指標(biāo)值為測定時段內(nèi)的平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)分析方法采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理，采用DPS v7.05軟件進行統(tǒng)計分析。用Duncan′s新復(fù)極差法（DMRT）進行處理間差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性

室內(nèi)毒土法測定玉米對氟磺胺草醚敏感性，試驗結(jié)果表明，在＜0.2 mg·kg-1殘留量下，氟磺胺草醚對不同玉米品種藥害較輕，植株生長基本正常，在≥0.2 mg·kg-1殘留量下，氟磺胺草醚對部分敏感玉米品種產(chǎn)生藥害癥狀，而在≥0.4 mg·kg-1殘留量下，氟磺胺草醚對所有試驗品種均產(chǎn)生藥害，但不同玉米品種敏感性存在差異。其中，爆裂玉米東農(nóng)888對氟磺胺草醚最敏感，IC50為0.59 mg·kg-1，其次為墾粘1號，IC50為0.65 mg·kg-1，耐藥倍數(shù)僅為1.10；龍467、高油186、龍單38等8個品種的敏感性中等，IC50為1.70～3.10 mg·kg-1，耐藥倍數(shù)在2.88～5.25之間；吉單27、先玉335等6個品種表現(xiàn)出較強的耐藥性，IC50為3.37 mg·kg-1以上，耐藥倍數(shù)在5.71以上，其中，吉單27耐藥性最強，IC50為5.21 mg·kg-1，耐藥倍數(shù)高達8.83（見表1）。

表1 不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異Table 1 Relative sensitivity of different maize varieties to fomesafen

2.2 氟磺胺草醚對4種玉米原卟啉原氧化酶(PPO)活性的影響

由圖1可知，未施藥處理組東農(nóng)888、吉單27、墾粘1號和先玉335 PPO活性隨時間延長有一定波動，但差異不大；藥劑殘留處理組氟磺胺草醚對4種玉米的PPO活性抑制率均隨殘留量增加而逐漸增大，但對東農(nóng)888、吉單27、墾粘1號和先玉335的PPO活性影響不同。

氟磺胺草醚0.1～0.8 mg·kg-1殘留量下，吉單27的PPO活性抑制率變化幅度為1.1%～11.7%，先玉335的PPO活性抑制率變化幅度為1.2%～20%，墾粘1號的PPO活性抑制率變化幅度為5.6%～31.9%，東農(nóng)888的PPO活性抑制率變化幅度為9.4%～39.1%，可見，氟磺胺草醚對玉米PPO活性的影響與品種的耐藥性呈負相關(guān)，對耐藥性較強的吉單27、先玉335的PPO活性影響較小，而對敏感的墾粘1號、東農(nóng)888的PPO活性影響較大，且二者間差異顯著。

圖1 氟磺胺草醚對玉米原卟啉原氧化酶(PPO)活性的影響Fig.1 Effect of fomesafen on protoporphyrinogen oxidase(PPO)activity in maize

2.3 氟磺胺草醚對玉米葉綠素含量的影響

氟磺胺草醚對吉單27、先玉335兩個品種的葉綠素a、b含量有一定影響，但變化幅度比較緩慢，且隨著除草劑殘留量的增加，葉綠素a、b含量逐漸降低，當(dāng)氟磺胺草醚殘留量為0.1～1 mg·kg-1時，對吉單27和先玉335葉綠素a+b抑制率分別為9.6%～30.9%和9.2%～37.9%；而氟磺胺草醚對墾粘1號和東農(nóng)888兩個敏感品種的葉綠素a、b含量影響較大，隨著除草劑殘留量的增加，墾粘1號和東農(nóng)888的葉綠素a、b含量快速降低，氟磺胺草醚殘留量為0.1～1 mg·kg-1時，對敏感品種墾粘1號和東農(nóng)888的葉綠素a+b抑制率分別為3.1%～62.6%、7.0%～71.9%（見圖2～4）。

圖2 不同濃度除草劑對玉米葉綠素a（鮮重）含量的影響Fig.2 Effect of different concentrations of herbicides on chlorophyll a content(fresh weight)in maize

圖3 不同濃度除草劑對玉米葉綠素b(鮮重)含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of herbicides on chlorophyll b content(fresh weight)in maize

圖4 不同濃度除草劑對玉米葉綠素a+b(鮮重)含量的影響Fig.4 Effect of different concentrations of herbicides on chlorophyll a+b content(fresh weight)in maize

結(jié)果表明，當(dāng)氟磺胺草醚土壤殘留量達到0.2 mg·kg-1以上時，無論耐藥性品種還是敏感品種，葉綠素均受到明顯抑制，耐藥品種葉綠素抑制率變化幅度較小，敏感品種葉綠素抑制率變化幅度較大，二者間差異極顯著。這一試驗結(jié)果也驗證了上述PPO活性變化的規(guī)律。

2.4 氟磺胺草醚對玉米光合速率的影響

玉米葉片凈光合速率隨著除草劑殘留量的增加逐漸降低（見圖5）。

當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.1 mg·kg-1時，對4種玉米品種吉單27、先玉335、墾粘1號和東農(nóng)888間凈光合速率抑制率差異不顯著。當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.2～1 mg·kg-1時，對4種玉米品種吉單27、先玉335、墾粘1號和東農(nóng)888凈光合速率抑制率逐漸增大，分別為17.3%～94.1%、19.2%～96.4%、27.1%～98.1%及30.8%～99.5%，濃度為0.2～0.4 mg·kg-1時，耐藥性品種吉單27和先玉335凈光合速率抑制率顯著低于敏感性品種墾粘1號和東農(nóng)888，當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度＞0.6 mg·kg-1時，對4種玉米品種凈光合速率抑制率均明顯增大，且差異不顯著。

玉米葉片氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率隨除草劑殘留量增加逐漸降低（見圖6～7）。當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.1～0.2 mg·kg-1時，對4種玉米品種吉單27、先玉335、墾粘1號和東農(nóng)888的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率抑制率品種間差異不顯著，而當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度達0.4～1 mg·kg-1時，對4種玉米品種吉單27、先玉335、墾粘1號和東農(nóng)888氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率抑制率逐漸增大，氣孔導(dǎo)度抑制率分別為17.3%～89.7%、19.0%～94.1%、23.4%～97.2%及25.2%～97.8%，蒸騰速率抑制率分別為16.4%～93.1%、17.7%～94.6%、19.7%～97.8%及20.2%～99.5%，耐藥性品種吉單27和先玉335的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率抑制率要顯著低于敏感性品種墾粘1號和東農(nóng)888，但當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度＞0.6 mg·kg-1時，對4種玉米品種的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率抑制率均明顯增大，且差異不顯著。

圖6 不同濃度除草劑對玉米氣孔導(dǎo)度的影響Fig.6 Effect of different concentrations of herbicides on stomatal conductance in maize

圖7 不同濃度除草劑對玉米蒸騰速率的影響Fig.7 Effect of different concentrations of herbicides on transpiration rate in maize

胞間CO2濃度隨著氟磺胺草醚殘留量的增加而增大（見圖8），不同玉米品種間增幅存在差異，當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.1～0.2 mg·kg-1時，不同玉米品種間胞間CO2濃度增幅差異不顯著；當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.4～1 mg·kg-1時，耐藥性品種吉單27和先玉335的胞間CO2濃度增幅顯著低于敏感性品種墾粘1號和東農(nóng)888。

圖8 不同濃度除草劑對玉米胞間CO2濃度的影響Fig.8 Effect of different concentrations of herbicides on intercellular CO2concentration in maize

3 討論

除草劑當(dāng)茬和殘留藥害普遍發(fā)生[17]，已有研究表明，不同作物或同一作物的品種對除草劑敏感性不同[9-11]，所以即使是同一作物產(chǎn)生除草劑藥害的癥狀也會有差異。氟磺胺草醚殘留對玉米可產(chǎn)生藥害，但不同玉米品種敏感性存在差異。氟磺胺草醚在低于0.2 mg·kg-1的殘留量下，玉米藥害較輕，植株生長基本正常；在殘留量高于0.2 mg·kg-1低于0.4 mg·kg-1時，氟磺胺草醚對部分敏感玉米品種產(chǎn)生藥害癥狀；而在殘留量≥0.4 mg·kg-1時，氟磺胺草醚對所有試驗品種均產(chǎn)生藥害，葉片扭曲，葉脈失綠淡黃色或紫色，底部葉片下垂干枯，嚴(yán)重的整株逐漸干枯死亡。

除草劑對作物的生理生化影響復(fù)雜，研究結(jié)論不同。據(jù)報道，除草劑丙草胺、丁草胺均可以降低水稻葉綠素含量[18-20]。玉米葉片葉綠素含量的消長規(guī)律是反映葉片生理活性變化的重要指標(biāo)之一，與葉片光合機能大小具有密切關(guān)系[21]。光合作用是決定作物產(chǎn)量的最重要因素，除草劑藥害對作物葉綠素含量、光合效率影響直接影響作物產(chǎn)量高低。隨著氟磺胺草醚殘留量的增加，對玉米葉綠素含量和光合速率影響增大，抑制率大小與玉米對氟磺胺草醚耐受能力呈負相關(guān)。

為探究作物對除草劑藥害耐受能力產(chǎn)生差異機理，Inna等進行深入研究，將表達擬南芥質(zhì)體PPO的基因組引入到煙草作物中，用二苯醚除草劑處理后，只檢測到少量原卟啉Ⅸ積累，破壞催化反應(yīng)不明顯，不造成光反應(yīng)的破壞，PPO超表達抵消二苯醚除草劑類除草劑功能，從而產(chǎn)生耐藥性[22]。本試驗4種玉米在氟磺胺草醚殘留條件下，PPO活性發(fā)生改變，其降低幅度為敏感品種＞耐藥品種，這與氟磺胺草醚殘留對玉米葉綠素含量和光合速率影響的研究結(jié)果類似，綜合前人及本試驗結(jié)果可以推斷，PPO的活性差異是玉米對氟磺胺草醚產(chǎn)生耐藥性的原因之一。

蘇少泉研究認為，除草劑的選擇性與其靶標(biāo)酶和代謝酶活性密切相關(guān)，耐藥性植物的代謝酶活性高，能夠迅速代謝植物體內(nèi)除草劑使其喪失活性[23]。GSTs和細胞色素P450活性是植物抵抗除草劑脅迫的重要指標(biāo)，與作物對除草劑的耐藥性有密切關(guān)系[24]，但是否與玉米對氟磺胺草醚的耐藥性有關(guān)系，還需進一步試驗研究。

4 結(jié)論

不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性存在差異。爆裂玉米東農(nóng)888對氟磺胺草醚最敏感，IC50為0.59 mg·kg-1，吉單27對氟磺胺草醚耐藥性最強，IC50為5.21 mg·kg-1。

當(dāng)氟磺胺草醚土壤殘留量達到0.2 mg·kg-1以上時，無論耐藥性品種還是敏感性品種，葉綠素均受到抑制，耐藥品種抑制率變化幅度較小，敏感品種抑制率變化幅度較大。氟磺胺草醚殘留對玉米葉片光合速率影響很大，且不同玉米品種間有差異。當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度為0.1 mg·kg-1時，對4種玉米品種吉單27、先玉335、墾粘1號和東農(nóng)888間光合速率抑制率差異不顯著。當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度在0.2～0.4 mg·kg-1范圍內(nèi)，耐藥性品種吉單27和先玉335光合速率抑制率要顯著低于敏感性品種墾粘1號和東農(nóng)888，當(dāng)氟磺胺草醚殘留濃度＞0.6 mg·kg-1時，對4種玉米品種的凈光合速率抑制率均明顯增大，差異不顯著。

未施藥處理組東農(nóng)888、吉單27、墾粘1號和先玉335 PPO活性隨時間延長有一定波動，但差異不大；藥劑殘留處理組氟磺胺草醚對4種玉米的PPO活性抑制均隨殘留量增加而逐漸增大，但對4種玉米的PPO活性影響不同，其抑制率大小為敏感品種＞中等敏感品種＞耐藥品種，與玉米對氟磺胺草醚的耐受能力呈負相關(guān)。這與氟磺胺草醚殘留對玉米葉綠素含量和光合速率影響的研究結(jié)果相一致。

本研究結(jié)果表明，氟磺胺草醚是通過抑制玉米的PPO活性，進而降低玉米葉綠素含量及光合效率，最終影響作物產(chǎn)量，且藥害程度與氟磺胺草醚殘留量呈正相關(guān)。因此，生產(chǎn)上要嚴(yán)格控制長殘留除草劑用藥量，利用混合用藥及提高施藥技術(shù)等措施降低長殘留除草劑用量，從而降低長殘留除草劑的土壤殘留量，減少長殘留除草劑對后茬敏感作物的藥害。

[1]劉長令.世界農(nóng)藥大全－除草劑卷[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:259-260.

[2]Jacobs J M,Jacobs N J,Sherman T D,et al.Effect of diphenyl ether herbicides on oxidationg of protoporphyrinogen to protopor?phyrin in organellar and plasma membrane enriched fractions of barley[J].Plant Physiol,1991,97(1):197-203.

[3]Jacobs J M,Jacobs N J.Porphyrin accumulation and export by iso?lated barley plastids[J].Plant Physiol,1993,101(4):1181-1187.

[4]Lee H J,Duke M V,Duke S O.Cellular lacalization of protopor phyringen-oxidizing activities of etiolated barley leaves[J].Plant Physiol,1993,102(3):881-889.

[5]周宇涵,苗蔚榮,程侶柏,等.原卟啉原氧化酶抑制劑類除草劑研究進展[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報,2002,4(1):1-8.

[6]Scalla R,Matringe M.Inhibitors of protoporphyrinogen oxidase as herbicides:Diphenyl ethers and related photobleaching molecules [J].Rev Weed Sci,1994,6(2):103-132.

[7]Kleifeld Y,Blumenfeld T,Herzlinger G,et al.The use of fome?safen for pre-emergence weed control in cotton[J].Phytoparasiti?ca,1988,16(2):133-144.

[8]蘇少泉.我國除草劑造成作物的藥害與預(yù)防[J].現(xiàn)代農(nóng)藥, 2006,5(4):1-4.

[9]謝娜,畢亞玲,李凌緒,等.不同玉米品種對氯吡嘧磺隆的耐藥性差異及其機制[J].植物保護學(xué)報,2012,39(6):567-572.

[10]董曉雯,王金信,畢建杰,等.不同玉米品種對煙嘧磺隆的敏感性差異[J].植物保護學(xué)報,2007,34(2):182-186.

[11]郭玉蓮,陶波,翟喜海,等.不同玉米品種對氯嘧磺隆的耐藥性差異及其機制[J].植物保護學(xué)報,2009,36(4):366-370.

[12]李華斌,李永紅,劉斌,等.具有原卟啉原氧化酶(PPO)抑制活性的離體測定方法探討[J].植物生理學(xué)通訊,2007,43(6): 1152-1156.

[13]Jacobs N J,Jacobs J M.Assay for enzymatic protoporphyrinogen oxiaation,a late step in heme synthesis[J].Enzyme,1982,28: 206-219.

[14]Lee H J,Duke S O.Protoporphyrinogen IX-oxidizing activities in?volved in the mode of action of peroxidizing herbicides[J].J Agric Food Chem,1994,42:2610-2618.

[15]Bradford M M.Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of pro?tein-dye binding[J].Anal Biochem,1976,72:248-254.

[16]張志良,瞿偉菁.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,2003:67-69.

[17]孟憲科,張宏軍,丁東.黑龍江省農(nóng)藥藥害相關(guān)問題與思考[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理,2011,32(11):9-12.

[18]吳進才,許俊峰,馮緒猛,等.稻田常用農(nóng)藥對水稻3個品種生理生化的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,36(5):536-541.

[19]韓玉軍,趙長山.丙草胺對水稻生理生化特性的影響[J].植物保護學(xué)報,2008,35(2):189-190.

[20]袁樹忠,吳進才.丁草胺等除草劑對水稻生理生化的影響[J].植物保護學(xué)報,2001,28(3):274-278.

[21]鄭丕堯,蔣鐘懷,王經(jīng)武.夏播“京早七號”玉米葉片葉綠素含量消長規(guī)律的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報,1988,3(1):21-27.

[22]Inna L,Bernhard G.Overexpression of plastidic protoporphyrino?genⅨoxidase leads to resistance to the diphenyl-ether herbi?cide acifluorfen[J].Plant Physiology,2000,122(1):75-84.

[23]蘇少泉.除草劑在植物體內(nèi)的代謝與選擇性及使用[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2003,2(6):14-17.

[24]劉偉,邱銀清,侯任昭.谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶與植物對除草劑的抗性[J].世界農(nóng)業(yè),1997(1):43-44.

Sensibility difference between different varieties of maize to fome? safen

GUO Yulian1,SONG Weifeng2,LI Ming2,HUANG Chunyan1,WANG Yu1,HUANG Yuanju1
(1.Institute of Plant Protection,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086, China;2.Pesticide Research Center,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086,China)

In order to estimate the security of fomesafen to maize,we discussed the sensibility difference and the mechanism between different varieties of maize to fomesafen through the toxic soil method and the determination of enzyme activity.There were large differences of the sensibility to fomesafen among different maize varieties.And the most sensitive one was Dongnong888,IC50was 0.59 mg·kg-1,and Kennian1 was the next,the resistance index was only 1.10.The sensibility of other eight varieties such as Long467,Gaoyou186 and Longdan38 was medium.The resistance index was among 2.88-5.25;the sensibility of the six varieties such as Jidan27,Xianyu335 was strong.The resistance index was among 5.71-8.83. The sensibility differences between Jidan27,Xianyu335,Dongnong888 and Kennian1 were significant.The effect of fomesafen to the PPO activity,chlorophyll content and photosynthetic rate was gradually increased by the increase of residual quantity.The suppression of fomesafen to the PPO activity,chlorophyll content and photosynthetic rate was negative correlated to the drug tolerance of variety.The results showed that the sensibility difference between different varieties of maize to fomesafen was originated to the difference between the PPO activities.

fomesafen;maize;sensibility;PPO;chlorophyll;photosynthetic rate

S513

A

1005-9369（2014）11-0014-08

2014-09-09

黑龍江省自然科學(xué)基金項目（C201007）；十二五國家科技支撐計劃項目（2012BAD19B02）

郭玉蓮（1970-），女，研究員，博士，研究方向為雜草防除、除草劑應(yīng)用技術(shù)及環(huán)境毒理學(xué)。E-mail:ylguo70@163.com

時間2014-11-21 17:35:06[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20141121.1735.019.html

郭玉蓮,宋偉豐,李明,等.不同玉米品種對氟磺胺草醚的敏感性差異[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,45(11):14-21.

GUO Yulian,SONG Weifeng,LI Ming,et al.Sensibility difference between different varieties of maize to fomesafen[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(11):14-21.(in Chinese with English abstract)