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4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯是一种微生物源除草物质,对马唐等杂草具有良好的除草活性。为了明确其作用机理以及作用靶标,本研究采用化学合成的方法得到了 4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯的荧光标记物,并通过小分子化合物荧光示踪技术,研究该化合物在拟南芥内的定位情况。研究结果如下:(1)在4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯非主要活性位点上偶联荧光基团(9-蒽甲醛),设计合成4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯荧光标记物LX-2,其结构采用核磁共振氢谱和高分辨质谱进行表征确证,实现了实时无损检测该化合物在拟南芥中作用通路和部位。(2)以拟南芥为试验植物,通过带药平皿法测定了 4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯及其荧光标记物LX-2的除草活性并对其进行了比较分析。结果发现,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和LX-2均对拟南芥表现出较好的的抑制效果,IC50分别为29.84 mg/L和20.81 mg/L。采用小杯法测定了 4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯及其荧光标记物LX-2对马唐和反枝苋的除草活性发现,当药物浓度为200.00 mg/L时,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯及其荧光标记物LX-2对这两种杂草的抑制率均在50%以上。以上结果证明,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯与其荧光标记物LX-2的除草活性相当,LX-2可以用于4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯的定位试验。(3)测定了 4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯荧光标记物的荧光光谱,影响该化合物荧光强度的因素,吸收动力学曲线,洗脱曲线以及该化合物在拟南芥内的稳定性。扫描其荧光光谱后得到,该化合物的最大激发波长为329nm,最大发射波长为393 nm;测定影响该化合物荧光强度的因素发现,当光照强度为80%时采集的图片荧光强度最合适后期试验;4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯荧光标记物的吸收和洗脱曲线结果表明,该化合物最适宜的孵育浓度为0.05 mM,最适宜的孵育时间为72 h,经3次洗脱后该化合物的荧光强度不再下降,说明其在拟南芥内存在特异性结合位点。(4)对拟南芥根部显微结构观察发现,经4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯及其荧光标记物LX-2处理的拟南芥均出现根尖膨大,部分根冠脱落,导管变黑和木质化的现象;对其幼根亚显微结构观察发现,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和LX-2均可导致拟南芥幼根内细胞壁加厚,脂类物质大量蓄积。4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和LX-2的除草症状一致,说明LX-2可以对4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯进行定位。(5)在荧光显微镜下观察发现,4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯定位在拟南芥的根尖和叶片部位,拟南芥的根尖和叶片均表现出LX-2的蓝紫色荧光。