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磺酰脲类除草剂20世纪80年代问世,近年来在农业生产上广泛应用,发挥了巨大作用,但残留药害和杂草的抗药性问题己经成为此类除草剂发展的严重障碍。安全剂可以保护作物免受除草剂药害,但其发展时间较短,且除草剂和安全剂在植物中的作用较复杂,因此,安全剂保护作物免受除草剂毒害的机理迄今尚无定论。乙酰乳酸合成酶(ALS)是磺酰脲类等除草剂的作用靶标,许多文献报道ALS保守区域的氨基酸突变与除草剂抗性相关。研究安全剂与ALS基因的关系有助于明确安全剂的作用机制。
根据已知的小麦(Triyivum srdyivum)ALS基因(AY210406)的核苷酸序列设计特异性引物,以培养8天的M-18和K-6小麦叶片的DNA为模板,采用PCR技术扩增含有ALS基因的5个不连续的保守区域(与除草剂抗性相关)的两个区域。区域一核苷酸序列长度为409bp,编码136个氨基酸,包含保守区域Domain A,Domain C和Domain D。区域二核苷酸序列长度为379bp,编码125个氨基酸,包括保守区域Domain B和Domain E。氨基酸比对结果表明M-18和K-6小麦对甲基二磺隆的敏感性差异不是K-6小麦中存在与除草剂抗性相关的保守区域的氨基酸突变所造成的。
用不同浓度安全剂吡唑解草酯处理K-6小麦,采用Northern杂交方法检测药剂处理后8天小麦叶片RNA中ALS基因表达量,结果表明在12.5-50μmol/L,吡唑解草酯处理可诱导ALS表达量增加,说明安全剂可能是通过提高作物体内ALS表达量来保护作物免受除草剂的伤害。