论文摘要
作为一种广泛使用的麦田除草剂,异丙隆对作物的毒理作用长期被忽视。本试验以小麦为研究材料,探讨了不同浓度的异丙隆对小麦萌发、生长与抗氧化系统的影响。不同浓度的异丙隆对小麦种子萌发的影响:分别用0～80μg/mL异丙隆处理宁麦13、宁麦9。结果显示,20μg/mL的异丙隆胁迫对小麦幼根长、芽长尤其对发芽率的抑制作用不明显。幼根长比芽长对异丙隆更敏感。不同浓度的异丙隆对小麦生长与生理代谢的影响:设置0、2、3.5、5、10、20 mg/kg等6个浓度水平,采用土拌农药、盆栽小麦的方式。小麦在光照培养箱中培养,生长周期为10天。结果显示异丙隆胁迫尤其是高浓度的异丙隆胁迫(10、20 mg/kg)抑制了小麦的生长,降低了其叶长根长和叶片干重。10、20 mg/kg的异丙隆对小麦叶长的抑制率分别达到21.8%,32.8%,对根长的影响更明显,抑制率分别为32.0%,56.6%。高浓度的异丙隆处理对小麦叶片干重的抑制率也达到了22.3%和34.0%。低浓度(2,3.5 mg/kg)的异丙隆胁迫作用不甚明显。叶绿素(Chl)对异丙隆胁迫非常敏感。2 mg/kg的异丙隆胁迫就能使小麦叶片中的叶绿素水平显著降低,这证明了异丙隆的确是通过抑制叶绿体中的电子传递抑制靶标植物的光合作用来除草的。硫代巴比妥酸反应物(TBARS)是表示植物体膜脂过氧化水平的最常用指标。试验结果显示叶片中TBARS水平在低浓度异丙隆处理时显著升高,在10 mg/kg异丙隆处理下达到最高值,但在更高浓度的农药胁迫中又逐渐降低。根系中的TBARS水平变化不显著。随着异丙隆浓度的增加,小麦叶、根中的可溶性蛋白、脯氨酸含量均呈不同程度地升高。为消除活性氧引发的氧化损伤,植物在长期的自然选择中形成了一套有效的活性氧清除酶促机制。酶促保护系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)。谷胱甘肽转移酶(GST)是一种解毒酶,同时也可以参与抗氧化保护反应。试验结果表明随着异丙隆处理浓度的增加,小麦叶、根中的SOD、POD、APX和GST活性均逐渐升高,在10 mg/kg异丙隆浓度下达到最大值,在20 mg/kg处理下酶活力水平又呈下降趋势。CAT活性变化稍有不同,叶片中的CAT活性力水平在所有处理都低于对照,且随着异丙隆浓度的加大逐渐降低。根系中的酶活在低浓度异丙隆处理时逐渐升高,在5 mg/kg处理时达到最高水平,在更高浓度胁迫下又逐渐降低,在20 mg/kg异丙隆胁迫下酶活力最小。为更深层次地探讨酶活力的变化情况,又采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,测定了异丙隆处理的小麦SOD,POD和CAT的同工酶酶谱。研究发现这几种酶的同工酶谱也受到影响。叶、根中SOD同功酶都显示了2条酶带,2 mg/kg到10 mg/kg异丙隆处理下酶带形状逐渐变宽亮度逐渐提高,符合该酶活力的变化趋势。小麦根的POD同工酶酶谱显示了至少4条同功酶带,3.5 mg/kg到10 mg/kg的异丙隆处理使所有酶带增强。叶片POD酶显示6条酶带,然而对照和异丙隆处理下的酶带Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ没有明显差异,仅是酶带Ⅵ轻微变宽。CAT仅显示一条酶带。小麦根的CAT酶带在2到5 mg/kg的农药处理下略微增强,更高浓度的农药处理又使酶带强度有所减弱,随着异丙隆处理浓度加大,叶片的CAT酶带逐渐变窄,都与CAT酶活变化趋势相符。