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1、丙酯草醚对不同类型油菜叶绿素荧光的影响基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20090101110102) 金宗来1,崔鹏2,许玲2,周伟军2,3作者简介:金宗来(1982-),男,博士,主要从事作物生长发育与生理调控研究通信联系人:周伟军(1962-),男,博士,教授,主要从事作物生长发育调控及种质创新研究. E-mail: wjzhou1.51.51.51.51.51.51.5Wenzhou Agriculture Bureau, Wenzhou 325000; Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejian

2、g 310058; Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058; Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058;Agricultural Experiment Station, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058温州市农业局,温州 325000;浙江大学农学系, 浙江 杭州 310058;浙江大学农学系, 浙江 杭州 310058;浙江大学农学系

3、, 浙江 杭州 310058;浙江大学农业试验站,浙江 杭州 310058325000;31005813600669396;1390571145213600669396;057188208496温州市农业局;浙江大学紫金港校区农生大楼A450室jinking_001;cp_5383 ;xulin3035;wjzhou金宗来(1982-),男,博士,主要从事作物生长发育与生理调控研究;周伟军(1962-),男,博士,教授,主要从事作物生长发育调控及种质创新研究金宗来;崔鹏;许玲;周伟军JIN Zonglai;CUI Peng;XU Ling;ZHOU Weijun周伟军高等学校博士学科点专项科研

4、基金(20090101110102)1.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51.51*|*期刊*|*Su SQ, Song SZ. 1996. Encyclopedia of chemical control of weeds on farmland. Beijing: China Agriculture Press, 320<CR>2*|*期刊*|*Song WJ, Zhou WJ, Jin ZL, Cao DD, Joel DM, Takeuchi Y, Yoneyama K. 2005. Germination response of Orobanc

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16、rophyll fluorescence tests for monitoring triazinone resistance in Chenopodium album L. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, 73, 939-944<CR>20*|*期刊*|*Xia XJ, Huang YY, Wang L, Huang LF, Yu YL, Zhou YH, Yu JQ. 2006. Pesticides-induced depression of photosynthesis was

17、alleviated by 24-epibrassinolide pretreatment in Cucumis sativus L. Pesticide Biochemistry and Physiology, 86, 42-48<CR>21*|*期刊*|*Frankart C, Eullaffroy P, Vernet G. 2003. Comparative effects of four herbicides on non-photochemical fluorescence quenching in Lemna minor. Environmental and Exper

18、imental Botany, 49, 159-168<CR>22*|*期刊*|*Abbaspoor M, Teicher H, Streibig JC. 2006. The effect of root-absorbed PSII inhibitors on Kautsky curve parameters in sugar beet. Weed Research, 46, 226-235<CR>23*|*期刊*|* Zhang F, Jin ZL, Naeem MS, Ahmed ZI, Gong HJ, Lu L, Ye QF, Zhou WJ. 2009. Sp

19、atial and temporal changes in acetolactate synthase activity as affected by new herbicide ZJ0273 in rapeseed, barley and water chickweed. Pesticide Biochemistry and Physiology, 95, 63-71.<CR>24*|*期刊*|*Beate IE. 2006. Fluorescence imaging application: effect of leaf age on seagrass photokinetic

20、s. Aquatic Botany, 81, 69-84<CR>25*|*期刊*|*Riethmuller-Haage I, Bastiaans L, Kropff MJ, Harbinson, Kempenaar C. 2006. Can photosynthesis-related parameters be used to establish the activity of acetolactate synthase-inhibiting herbicides on weeds? Weed Science, 54, 974-982<CR>26*|*期刊*|*Cat

21、ský J, Sesták Z. 1997. Photosynthesis during leaf development. In Handbook of Photosynthesis (Pessarakli M, Marcel Dekker, eds.), New York, 633-660<CR>27*|*期刊*|*Enríquez S, Merino M, Iglesias-Prieto R. 2002. Variations in the photosynthetic performance along the leaves of the tr

22、opical seagrass Thalassia testudinum. Marine Biology, 140, 891-900<CR>28*|*期刊*|*Omasa K, Shimazaki KI, Aiga I, Lasrcher W, Onoe M. 1987. Image analysis of chlorophyll fluorescence ransients for diagnosing the photosynthetic system of attached leaves. Plant Physiology, 84, 748-52|1|金宗来|JIN Zong

23、lai|温州市农业局,温州 325000|Wenzhou Agriculture Bureau, Wenzhou 325000|金宗来(1982-),男,博士,主要从事作物生长发育与生理调控研究|温州市农业局|325000|jinking_00113600669396<CR>|2|崔鹏|CUI Peng|浙江大学农学系, 浙江 杭州 310058| Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058|cp_5383 |<CR>|3|许玲|XU Ling|浙

24、江大学农学系, 浙江 杭州 310058| Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058|xulin3035|<CR>*|4|周伟军|ZHOU Weijun|浙江大学农学系, 浙江 杭州 310058;浙江大学农业试验站,浙江 杭州 310058| Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058;Agricultural Experiment Station, Zhejiang Universi

25、ty, Hangzhou, Zhejiang 310058|周伟军(1962-),男,博士,教授,主要从事作物生长发育调控及种质创新研究|浙江大学紫金港校区农生大楼A450室|310058|wjzhou|057188208496酯草醚对不同类型油菜叶绿素荧光的影响|Differential chlorophyll fluorescence responses of two oilseed Brassica species to herbicide ZJ0273|高等学校博士学科点专项科研基金(20090101110102)(1. 温州市农业局,温州 325000;2.

26、 浙江大学农学系, 浙江 杭州 310058;3. 浙江大学农业试验站,浙江 杭州 310058)摘要:通过新型油菜田除草剂丙酯草醚(ZJ0273)处理,研究其对抗性油菜品种甘蓝型油菜浙双758(Brassica napus cv. Zheshuang 758)和敏感性品种白菜型油菜小油菜(B. rapa cv. Xiaoyoucai)植株叶绿素荧光的影响。大田油菜用不同浓度的丙酯草醚(0、100、500和1000 mg/L)进行处理,并分别在处理1、3、5、7天后,进行叶绿素荧光测定。研究表明,随供试植株叶片叶龄的增加和丙酯草醚处理浓度的上升,两种油菜叶片的叶绿素荧光参数最大光电子产量(Fv

27、/Fm)、非光化学粹灭(NPQ)、实际光电子产量(Y (II))等受到的抑制作用均逐步加剧,但甘蓝型油菜在处理5天后抑制作用显著缓解。通过电子传递速率(ETR)和Y (II)的浓度抑制曲线,我们发现500 mg/L ZJ0273对甘蓝型油菜生长安全,但对白菜型油菜仍有20%左右的抑制效果。在除草剂处理下植株叶片的Fv/Fm、NPQ、Y (II)和ETR等参数的抑制率变化趋势,均能表现植株的药害程度以及反映不同品种油菜的抗性差异,故对这些参数的研究有助于构建除草剂胁迫下植株药害和抗性检测系统。此外,研究还发现油菜植株第二片完全展开叶能较好地反映植株所受药害程度的差异。关键词:油菜;丙酯草醚;叶绿

28、素荧光;抗性检测中图分类号:S332Differential chlorophyll fluorescence responses of two oilseed Brassica species to herbicide ZJ0273JIN Zonglai1, CUI Peng2, XU Ling2, ZHOU Weijun2,3(1. Wenzhou Agriculture Bureau, Wenzhou 325000;2. Department of Agronomy, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058;3. Agricultur

29、al Experiment Station, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058)Abstract: As a newly developed post-emergence herbicide, propyl 4-(2-(4,6-dimethoxypyrimidin-2-yloxy)benzylamino)benzoate (ZJ0273) is recently becoming popular in China. To develop a resistance monitoring tests for the crops in a

30、non-destructive, real-time and efficacious way, two cultivars of rapeseed Brassica napus cv. ZS 758 (resistant type) and B. rapa cv. Xiaoyoucai (susceptible type) were tested by a foliar spray of ZJ0273 at the rates of 100, 500 and 1000 mg/L. Our study revealed that Fv/Fm, NPQ and Y(II) were signifi

31、cantly decreased with the herbicide stress and leaf age increasing. However, the resistant B. napus species started to recover at 5 days after treatment. Moreover, the dosage-inhibiting curves of Y(II) and ETR suggested that the 500 mg/L was a safer dose for B. napus, which induced an approximately

32、20 % inhibition in B. rapa. These results showed that the use of Fv/Fm, NPQ, Y(II) and ETR inhibiting rate may be appropriate for herbicide phytotoxicity detector and also seem to be the key factors for establishing a prospective resistance monitoring tests in field herbicide bioassays. Moreover the

33、 2nd fully expanded leaf could reflect directly the phytotoxicity of herbicide to the rape plant with more accurate distinction.Key words: oilseed rape; propyl 4-(2-(4,6-dimethoxypyrimidin-2-yloxy)benzylamino)benzoate; pulse amplitude modulation; resistance monitoring tests0 引言目前世界上所用的酰胺类除草剂中一些品种如:R

34、ac-异丙甲草胺(Rac-metolachlor)、S-异丙甲草胺(S-metolachlor)、丁草胺(butachlor)等,其主要通过对光合反应系统抑制电子传递剂、解偶联或抑制型解偶联等,从而抑制植物光合作用的正常进行1-4。另外还有一个重要的作用机制是对植物膜的影响。它能伤害新形成的细胞器的膜,破坏膜的结构,显著影响膜的生物合成与完整性以及卵磷脂的合成,抑制胆碱掺入磷脂和卵磷脂,导致植物初期产生的明显效应乃是细胞膜受害的结果。丙酯草醚作为一种ALS(乙酰乳酸合成酶)抑制型除草剂,是以ALS酶为作用点,阻止支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)合成,并进一步影响蛋白质合成,但是否具有抑制

35、光合反应作用仍未可知;同时作为一个全新的油菜田除草剂其对芸薹属中不同敏感性品种油菜(如甘蓝性油菜和白菜型油菜)的光系统安全性鲜有报道。叶绿素荧光仪(imaging pulse-amplitude-modulated chlorophyll fluorometer, Imaging PAM)作为一种全新的显影性仪器,能对植物光合系统的细微逆境反应以及环境污染进行及时、有效、便捷的检测,目前主要用于通过检测藻类生物的生长来研究水生环境的实时变化5-8,但在油菜药害检测上面鲜见报道。本文主要利用Imaging-PAM作为短期、有效的检测方法,分析探讨丙酯草醚对不同敏感性油菜(甘蓝性、白菜型油菜)的安

36、全性问题。根据不同处理时间、不同叶位的药害反应,具体研究了丙酯草醚对油菜叶片光系统II(PSII)的最大光量子产额Fv/Fm (maximum photosystem II quantum yield)、非光化学猝灭NPQ (non-photochemical quenching)、相对光合速率PS (relative photosynthetic rate)、实际光合效率Y(II) (effective photosystem II quantum yield)等参数指标,建立一个大田油菜快速、无损药害检测系统,并能通过该系统结合大田杂草情况能对大田除草以及作物安全做出迅速反应及时调整除草方

37、案,对实际生产具积极的指导作用。1 材料与方法1.1 试验材料试验材料选用甘蓝型油菜品种浙双758(Brassica napus cv. Zheshuang 758)和白菜型油菜小油菜(B. rapa cv. Xiaoyoucai),所用种子均由浙江大学农学系提供。试验用的新型油菜田除草剂10%丙酯草醚乳液(油力)由中国科学院上海有机化学研究所提供。两个品种油菜以常规方式于2008年10月在浙江大学华家池校区试验田(北纬30°10,东经120 °12)中进行。试验采用完全随机区组设计、三次重复,每个小区为1.0×0.8m,并确保在植株生长期内每个小区采用相同的管理

38、策略。1.2 试验方法在大田油菜长至三叶期时,进行叶面喷施丙酯草醚 (100,500,1000 mg/L)及水(对照)四种处理。其中,100 mg/L丙酯草醚为生产上的推荐浓度。在除草剂喷施处理1、3、5 和7天后,分别在各个小区随即取不同植株的第二完全展开功能叶,置于90 mm带水培养皿并附上水薄膜层以防止叶片失水导致光系统能力衰减。同时针对不同叶位药害检测试验,在丙酯草醚处理5天后整株带土取样以防根系伤害,确保试验的准确性。用imaging-PAM检测所有待测样本叶片的阳面。1.3 Imaging PAM的组成如图1所示Imaging-PAM主要有CCD(a high-speed char

39、ge coupled device)照相机、LED (light emitting diodes)红色发光二极管、控制LED光发射和CCD照相机同步的并与电脑相连接的主控制器等组成。CCD照相机含12-mm的镜头在50 m的空间分辨率下可拍摄10×13 cm2的成像面积;LED有三个波长光源组成,包括112 LEDs、蓝光光源、红光和近红外光源,为叶绿色荧光测定提供所需发射光8。图1 Imaging-PAM整体结构和主要组成部分示意图8Fig. 1 Experimental setup and a schematic diagram of the Imaging-PAM system

40、 with all components labelled, used for chlorophyll fluorescence measurements in oilseed rape.1.4 荧光参数测定根据Schreiber (2004) 9的叶绿素荧光研究方法,Imaging-PAM在室温下进行两种敏感性不同油菜品种的荧光测定。测定前处理对相关材料分别进行30 min的光/暗处理。Fo 和Fm 分别为暗适应样品的最小和最大荧光,当光系统 II 的所有反应中心均处于开放态时得到Fo(暗适应 30 min),均处于关闭态时得到Fm (1 s,13000 mol/m2/s 饱和脉冲光照射)。

41、Fv/Fm反映了(在最适条件下经过暗适应后的)PS II 的最大量子产量,即PS II原初光能转化效率10, 11,其计算公式如下:Fv/Fm(FmFo)/Fm生理状态处于最佳状态并且经过充分暗适应的高等植物样品,其Fv/Fm一般在0.8-0.84左右。在野外实验中,Fo和Fm的测定最好在清早太阳尚未直接照射到叶片上时进行。Fm代表光适应的样品打开饱和脉冲时得到的最大荧光产量。在绿色植物中,Fm往往小于经过暗适应后得到的Fm。由定义可知,得到Fm或Fm时光系统II 反应中心的光化学能量转换是零。最大荧光值的淬灭(Fm小于Fm)就被定义为非光化学淬灭,可以用非光化学淬灭系数NPQ表示,其计算公式

42、如下:NPQ = Fm/ Fm-1非光化学淬灭反映的是PS II天线色素吸收的光能不能用于光合电子传递而以热的形式耗散掉的光能部分。当PS II反应中心天线色素吸收了过量的光能时,如不能及时地耗散将对光合结构造成失活或破坏,所以非光化学淬灭是一种自我保护机制,对光合结构起一定的保护作用 12。PS II实际光合效率Y(II)是利用饱和脉冲法进行荧光淬灭分析的根本。如果与叶片接收的PAR和叶片温度结合,Yield提供的信息就特别重要。Y(II)最常用于野外测量实际光照下的量子产量,即某一光照强度下的实际光合效率。Y(II)是根据下式计算的:Y(II)(FmFt)/FmF/Fm它反映PS II反应

43、中心在有部分关闭情况下的实际原初光能捕获效率,叶片不经过暗适应在光下直接测得13。ETR代表相对光合电子传递速率,单位是mol 电子/m2/s,它是根据Y(II)和PAR 计算出来的:ETRY(II) × PAR × 0.5 × 0.84(PAR 吸收系数)上式满足如下假设:(1)Y(II)代表实际光合量子产量;(2)PAR 代表入射到样品的光合有效辐射强度,单位为mol/m2/s;(3)传递一个电子需要吸收两个光子,因为光合电子传递需要两个光系统的参与(系数 0.5);(4)入射光强有 84被叶片吸收(系数0.84)实际上,最后一个假设并不是永远都正确。尽管报道

44、表明许多种植物叶子的吸光系数接近0.84,但吸光系数还受许多其它因素的影响,如叶片的反射系数、叶绿素浓度和入射光的光谱组成等14,在计算ETR 时应考虑到这些因素的影响。1.5 数据分析所有测得的各种荧光参数数据都采用Statistical Analysis System(SAS)软件进行单因素显著性分析,LSD的多重比较分析在0.05水平上进行。2 结果与分析2.1 丙酯草醚对不同类型植株生长及PSII系统的快速光响应曲线的影响 在不同浓度(100、500和1000 mg/L)丙酯草醚处理下,甘蓝型和白菜型油菜的生长均受到显著抑制,特别是1000 mg/L处理下,植株生长几乎受到完全抑制。白

45、菜型油菜在1000 mg/L ZJ0273处理下,株高已出现明显的抑制现象;而在高浓度500、1000 mg/L ZJ0273处理下,植株生长抑制现象非常严重,处理植株均只有两片完全展开真叶和一片皱缩的心叶(典型药害现象),但对照和100 mg/L ZJ0273处理植株均有三片完全展开叶和一片正常心叶。而甘蓝型油菜,虽然500、1000 mg/L ZJ0273对植株有明显的抑制效果,但只有1000 mg/L ZJ0273处理的植株出现典型的药害现象(图2)。这说明白菜型油菜对丙酯草醚的敏感性要明显高于甘蓝型油菜。B. rapaB. napus图 2 不同浓度(100、500和1000 mg/L

46、)丙酯草醚处理下不同类型油菜的生长抑制现象Fig. 2 Growth inhibition and herbicidal symptom appeared in B. rapa and B. napus as affected by different herbicide treatments (100, 500 and 1000 mg/L ZJ0273). Pictures were taken at 5 days after treatment. The samples taken for pictures were collected from the central rows of t

47、esting field, which stands as a representative of growth status of each plot2.2 丙酯草醚对植株不同叶位叶片的叶绿素荧光参数的影响为了更好地研究两种不同敏感性油菜各个叶位叶片在不同浓度丙酯草醚处理下光合活性的异质性,进而筛选出最适宜叶绿素荧光检测的叶片在光强为335 mol photons/m2/s下我们对叶绿素荧光各参数成像进行分析。对白菜型油菜而言,低浓度(100 mg/L)与高浓度(500和1000 mg/L)丙酯草醚处理植株不同叶位叶片的Fv/Fm呈现较大差异;而在100 mg/L ZJ0273处理下植株各个

48、叶位叶片的相对光合速率(PS/50)随着处理浓度的上升而下降。在(500和1000 mg/L)处理下,植株第三叶位叶片(图1)的药害最为严重。但甘蓝型油菜不同叶位叶片的Fv/Fm值在各个浓度丙酯草醚的处理下均无显著差异;而在100 - 1000 mg/L ZJ0273处理下植株心叶的PS/50值则随着处理浓度的上升而明显下降,但其他叶位的不同处理则表现出相似的光合效率。就非光化学淬灭参数(NPQ)而言,两种油菜叶片均随处理浓度和叶位的上升而明显递减。在高浓度(500,1000 mg/L ZJ0273)处理,两种油菜叶片的NPQ值显著低于对照和低浓度(100 mg/L)处理;但白菜型油菜叶片的N

49、PQ值明显低于甘蓝型油菜的叶片,且其下降趋势更为剧烈。上述结果表明第二片完全展开叶最适宜作为除草剂毒性检测的目标叶片,这是因为心叶(未完全展开叶)其本身的异质性以及第三、四叶位叶片本身不同程度的衰老会导致除草剂处理植株叶绿素荧光检测的准确性。2.3 利用imaging-PAM对叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ定量分析为了研究丙酯草醚对处理植株叶片的光合活性的影响,在不同浓度ZJ0273分别处理1、3、5、7天后,我们对叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ以及其抑制效果进行了分析。而Fv/Fm和NPQ的ZJ0273浓度抑制变化曲线则根据下面计算公式Eq. 1和Eq. 2计算:Eq. 1: % Fv/

50、Fm Inhibition = 1- (Fv/Fm)sample/ (Fv/Fm)control × 100 %Eq. 2: % NPQ Inhibition = (1- NPQsample/ NPQcontrol) × 100 %在ZJ0273处理1天后,敏感性品种(白菜型油菜)的叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ随着ZJ0273处理浓度的提高而显著下降,但在最低浓度 (100 mg/L) 处理植株的Fv/Fm值则与对照无显著差异,500 mg/L和1000 mg/L处理的植株NPQ值无显著差异。虽然抗性品种(甘蓝型油菜)的Fv/Fm和NPQ在ZJ0273处理下同样显著低于

51、对照,但其对除草剂的反应显得更为复杂:在低于500 mg/L丙酯草醚处理植株的Fv/Fm值是随着处理浓度上升而显著下降的,但1000 mg/L处理则与500 mg/L处理无显著差异;而试验三种浓度处理植株的NPQ值则显著低于对照,但各处理之间无显著差异(表1)。根据Fv/Fm和NPQ的ZJ0273浓度抑制变化曲线,我们发现500 mg/L和1000 mg/L处理的白菜型油菜的Fv/Fm抑制率明显高于甘蓝型油菜,在1000 mg/L ZJ0273的处理下,白菜型油菜的Fv/Fm抑制率达到19% 而甘蓝型油菜则只有5.3%。这表明甘蓝型油菜对丙酯草醚的抗性要显著高于白菜型油菜。但与Fv/Fm抑制率

52、相反,在ZJ0273处理的初始阶段,甘蓝性油菜NPQ的抑制效果比白菜型油菜更为严重;在1000 mg/L ZJ0273的处理下,甘蓝型型油菜的NPQ抑制率达到27.18% 而白菜型油菜则略低只有22.8%,但并无显著差异。这可能因为作为抗性品种(甘蓝型油菜)对丙酯草醚的耐药性略强,能通过快速代谢分解结合解毒效果迅速缓解除草剂ZJ0273的逆境胁迫,故丙酯草醚药效对对白菜型油菜比甘蓝型油菜更为持久,这一点在处理持续7天这一阶段的Fv/Fm和NPQ的变化可发现(表1)。表1 不同浓度丙酯草醚处理下,PS II最大量子产量(Fv/Fm)随处理时间变化的定量分析Tab 1 Quantitative a

53、nalyses of time dependent changes induced by different concentrations of ZJ0273 (mg/L) herbicide in maximum photosystem II quantum yield (Fv/Fm)Species种Treatment处理 (mg/L)Days after treatment (d) 处理时间(天)1357B. rapa白菜型油菜对照0.812±0.025 a*0.822±0.002 a0.820±0.004 a0.818±0.01 a1000.809

54、±0.013 a0.782±0.001 b0.815±0.007 a0.794±0.02 a5000.733±0.022 b0.724±0.020 c0.666±0.024 b0.724±0.04 b10000.658±0.095 c0.671±0.007 d0.596±0.033 c0.459±0.11 cB. napus甘蓝型油菜对照0.815±0.002 a0.823±0.006 a0.825±0.016 a0.820±0.005

55、 a1000.792±0.006 b0.821±0.004 a0.817±0.008 a0.817±0.015 a5000.775±0.005 c0.806±0.001 b0.815±0.021 a0.812±0.025 a10000.772±0.008 c0.790±0.010 c0.812±0.015 a0.809±0.020 a*:根据LSD测验,表中纵列的字母,相同的表示无显著差异(p0.05)。在ZJ0273处理3天后,两种敏感性不同油菜叶片的叶绿素荧光参数Fv/F

56、m和NPQ值同样随着ZJ0273处理浓度的上升而呈显著递减趋势,甚至较处理1天更为明显。这有可能因为ZJ0273在植株体内经过代谢分解后开始全面发挥效用。但由于对ZJ0273敏感性的不同,低浓度(100 mg/L) ZJ0273处理的甘蓝型油菜叶片Fv/Fm值已与对照无显著差异(表1)。而针对Fv/Fm和NPQ的ZJ0273浓度抑制变化曲线分析,我们发现白菜型油菜叶片的Fv/Fm抑制率仍呈显著增加趋势,特别是高浓度处理 (500, 1000 mg/L ZJ0273) 其抑制效果更为明显; 但就甘蓝型油菜而言,Fv/Fm抑制率虽呈递增趋势,但在100 - 1000 mg/L ZJ0273处理下,

57、只有0.24 - 4% 的抑制率。另外,处理的两种油菜叶片的NPQ抑制效果较处理1天后要明显严重,1000 mg/L ZJ0273处理的抑制率已在40%左右;同样甘蓝型油菜的抑制效果仍比白菜型油菜的显著。在ZJ0273处理5天后,丙酯草醚对甘蓝型油菜叶片的Fv/Fm参数已无任何显著性抑制效果,而对于白菜型油菜其抑制规律则与处理1天的相一致。对于NPQ而言,随着丙酯草醚处理浓度的提高,两种敏感性不同的油菜均呈现显著递减的趋势,尤其是高浓度处理(500,1000 mg/L ZJ0273)下,白菜型油菜的抑制效果较甘蓝型油菜的更为严重 (表1)。通过对Fv/Fm和NPQ的ZJ0273浓度变化抑制曲线

58、的分析,我们发现相较于3天的处理,甘蓝型油菜叶片的Fv/Fm抑制效果已经明显减弱,其平均抑制率只有1.2%;但与之相反,白菜型油菜在高浓度(500,1000 mg/L ZJ0273)处理下则较3天的处理更为显著,其抑制效果已分别达到19%和27%。与此同时,除了100 mg/L ZJ0273处理下的甘蓝型油菜,其余处理的NPQ抑制效果均比处理3天更为显著,这说明甘蓝型油菜针对丙酯草醚的逆境胁迫已开始恢复。值得一提的是,在500和1000 mg/L ZJ0273处理下,白菜型油菜的NPQ抑制效果已经显著高于甘蓝型油菜,其抑制率分别达到了54%和68%,而甘蓝型油菜则只有42%和56%。在ZJ02

59、73处理一周后,处理植株叶片的Fv/Fm参数变化已于处理5天的变化趋势相一致;两种敏感性不同油菜叶片的NPQ均有不同程度的恢复,低浓度(100 mg/L ZJ0273)处理,均已达到对照水平(表1)。但就Fv/Fm的ZJ0273浓度抑制变化而言,1000 mg/L ZJ0273处理的白菜型油菜叶片其抑制效果显著高于5天的处理,达到44%;而NPQ抑制效果均有不同程度缓解,特别是甘蓝型油菜其平均抑制率只有13.9%,而白菜型油菜则还有26.7%,其最高抑制率则仍达到46.6%。上述研究结果表明,叶绿素荧光参数Fv/Fm和NPQ以及其浓度变化抑制曲线均可作为除草剂毒性快速检测系统的生物指标来高效且无损监测作物实时除草剂药害程度。2.4 叶绿素荧光产额Y(II)-ETR与ZJ0273的浓度关系 为了更好的区别两种不同敏感性品种的除草剂抗性差异,进一步研究丙酯草醚对油菜光系统的影响效果,我们针对实际原初光能捕获效率Y(II)和相对光合电子传递速率ETR的除草剂抑制效果并对其变化曲线进行试验。Y(II)和ETR的抑制率分别根据下面公式Eq. 3和Eq. 4进行计算:Eq. 3: %Y Inhibition = (1- Ysample/ Ycontrol) × 100%Eq. 4: % ETR Inhibiti

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