专利名称：一种植物抗草甘膦检测方法
技术领域：
本发明涉及植物保护技术领域，具体地说，涉及一种植物抗草甘膦的检测方法。
背景技术：
我国大豆田杂草70多种，优势杂草20多种，常年造成大豆减产150 225万吨。 随着化学工业的发展和农村劳动力向城镇转移，人工和机械除草逐渐被化学除草代替，化除面积占其播种面积的90%以上。大豆田除草主要有两种方式一是播前或播后苗前喷施土壤处理剂，主要除草剂品种为乙草胺、异丙甲草胺、咪唑乙烟酸、异恶草酮等；二是苗后喷施选择性茎叶处理除草剂，如精喹禾灵、高效盖草能、乳氟禾草灵、氟磺胺草醚、三氟羧草醚等。虽然上述药剂在杂草控制上起到了较大作用，但也带来了除草剂残留药害、耐药性杂草等一系列问题。乙草胺在土壤湿度较大的环境条件下常造成大豆药害而减产；咪唑乙烟酸、 异恶草酮等在土壤中残留期长达6个月至3年，降低下茬作物玉米、马铃薯、向日葵、瓜类等的产量，以至于限制了种植结构的调整；乳氟禾草灵、氟磺胺草醚、三氟羧草醚在杂草和大豆之间选择性较差，对大豆安全性低。由于近几年长期使用上述药剂，大豆田杂草群落演替严重，上述除草剂难以防除的杂草密度增加，如东北大豆区的鸭跖草、刺儿菜、苣荬菜，华北地区打碗花、香附子，华南地区鳢肠、碎米莎草等成为危害大豆产量的重要有害生物。因此。 大豆生产上急需杀草谱广、对大豆安全、成本较低的除草剂产品。除草剂草甘膦是一种氨基酸生物合成抑制剂，其主要作用靶标是5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸酯合成酶(EPSPS)。在植物体内，EPSPS主要存在于叶绿体和质体中，当草甘膦进入上述两个细胞器后，优先与EPSPS的活性位点结合，使EPSPS发生构形上的变化，从而抑制其与磷酸烯醇丙酮酸(PEP)的结合，使经其催化由磷酸烯醇丙酮酸与莽草酸-3-磷酸(S3P)向5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸酯(EPSP)的转变过程停止，从而抑制植物芳香氨基酸的生物合成。草甘膦具有广谱灭生性，能有效地防除几乎所有一年生与多年生的禾本科植物、双子叶植物及灌木等。它对人畜、环境、土壤等安全性高，是理想的除草产品。但由于草甘膦不具有在作物和杂草之间的选择性，常规大豆品种一经草甘膦处理即受害死亡。抗草甘膦大豆是治理大豆田杂草的有效途径之一。转基因抗草甘膦大豆1996年在美国商品化，是迄今商品化种植面积最大的转基因作物。至2009年，美国、阿根廷和巴西抗草甘膦大豆播种面积分别占其大豆总种植面积的91%、99%和71%。我国目前也正在实施转基因抗草甘膦大豆新品种培育计划。在抗草甘膦大豆品种选育过程中，对大豆材料草甘膦抗性评价既是育种成败的关键环节也是转基因大豆环境安全性评价的内容之一。目前对大豆草甘膦抗性程度测定主要采用植株生物测定方法，即在温室或田间种植抗草甘膦大豆和其受体大豆，大豆长到一定叶龄喷施不同浓度梯度的草甘膦，施药后 20 30天观察大豆死亡程度或测定其鲜重或干重，根据不同浓度下大豆植株的生长抑制程度对其抗性做出评价。生物测定方法能够较准确地测定大豆对草甘膦的抗性水平，但所用时间长，从播种至得出测定结果需要60天左右时间，这对于多材料、大批量的测定来说耗时长、占用空间大、效率低。而且生物测定法由于需要测定大豆鲜重及干重，对植株造成破坏以至于不能获取种子，这对于抗性材料尤其是少量的基因转化苗损失较大。分子测定及蛋白测定具有快速、高效的优点，广泛应用于抗草甘膦大豆，但由于其专一性及特异性，仅能测定目的基因是否插入或蛋白是否表达，且成本高、需要特定的检测设备和设施，在测定草甘膦施药量与植物对草甘膦耐受程度的关系方面有其局限性。因此， 大豆对草甘膦的抗性评价急需快速、准确、定量的技术。PPM(Plant Photosynthesis Meter)是一种通过测量植物光合作用强弱来判断植物生长状态是否正常的光电仪器。而光合作用的强弱通过PPM测定的荧光信号即仪器的读数反映出来。该仪器曾用于测定喷施莠去津、异丙隆等光合抑制型除草剂对杂草的伤害程度，但未被用于测定抗草甘膦作物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物抗草甘膦的检测方法。为了实现本发明的目的，本发明的植物抗草甘膦的检测方法，包括如下步骤1)分别用不同梯度浓度的草甘膦对不同组相同的植物幼苗进行喷施；2)施药后3 9天，测量并记录植物PPM值；测量前，将植物放在光照强度低于 200Lux条件下30分钟以上；3)根据植物喷施和未喷施草甘膦的PPM值来判断植物对草甘膦的抗性。其中，所述植物为大豆。其中，所述的喷施草甘膦时大豆叶龄为3 6片羽状复叶，优选3 4片羽状复叶。其中，喷施的草甘膦浓度分别为61. 5g ai/亩 82g ai/亩、102. 5g ai/亩 164g ai/亩和M6g ai/亩。该该检测方法的判断标准为喷施M6gai/亩的草甘膦后测定大豆 PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，为高抗草甘膦；喷施102. 5g ai/亩 164g ai/ 亩的草甘膦后测得大豆PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，喷施M6g ai/亩的草甘膦后测定大豆PPM值与对照在统计学意义上有显著差异，为中抗草甘膦；喷施61. 5g ai/ 亩 82g ai/亩的草甘膦后测得大豆PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，为低抗草甘膦；喷施61. 5g ai/亩 82g ai/亩的草甘膦后测得大豆PPM值比对照在统计学意义上明显降低，为草甘膦敏感。其中，喷施草甘膦的装置优选为压力2. 75Kpa的可移动式8002扇形喷头的喷雾 塔。其中，测量前将植物放置在大小为3 20m3的三层的黑色塑料遮光网制作的遮光罩中，遮光罩每层的透光率为50%。所述遮光罩大小优选为3 10m3。遮光时间优选30 50分钟。其中，PPM值测量时间优选为施药后3 4天。其中，所述的草甘膦优选为农达(Roundup)，其含有41%草甘膦异丙胺盐，美国孟山都公司生产，购自北京市农业生产资料公司。其中，用于PPM测定的仪器为Plant Photosynthesis Meter，荷兰EARS公司生产。其中，所述的植物为容器苗大豆，大豆植株的栽培准备包括以下步骤在容器的的栽培基质中播种大豆种子，灌水和出苗后间苗。所述的容器为直径10 15cm，高8 IOcm 聚乙烯塑料钵，钵的底部有2 5个0. 2 0. 5cm直径透水孔，透水孔由透水材料覆盖，优选的透水材料为单层滤纸。所述的容器栽培基质优选为壤土 黄沙凯茵营养土1:1:1 的培养物，其有机质含量2. 5 5 %，pH为7. 0 7. 5。大豆种子的栽培方法为从容器底部灌水浸透土壤，播种5颗发芽率85%以上的大豆种子，然后覆厚度为0. 75 1. 5厘米的基质， 出苗后间苗每钵留3植株。用于栽培大豆的地点，优选在温室中进行，晴天光照12000LUX 以上。本发明的评价方法是以PPM为基础的一整套对植物抗草甘膦程度进行快速测定的技术，可准确检定植物对草甘膦的抗性程度，适用于大豆常规品种和抗草甘膦大豆材料， 并具有操作简便、快速、高效和非破坏性检测的特点，实用性强。用喷药后3 4天的PPM值判断植物对草甘膦的抗性程度，可比生物测定方法提前15 25天得出结果。该方法填补了我国大豆对草甘膦耐受性非破坏性测定的空白。对大豆抗草甘膦材料的环境安全研究、 大豆抗草甘膦新品种选育过程中育种材料抗性的科学评价和加速育种进程有重要意义。
具体实施例方式以下用大豆为实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1选直径15cm、高IOcm聚乙烯塑料钵，钵底部打3个0. 5cm直径透水孔；透水孔单层滤纸覆盖；装入生土 黄沙凯茵营养土 1:1:1的培养基质，从容器底部灌水浸透土壤。分别播种发芽率85%以上的转基因抗草甘膦大豆356043、受体大豆Jack和常规品种科丰6号，每钵播种5粒种子。播种后覆同样基质1厘米。大豆出苗后间苗每钵留3 株。待大豆长至3 4片羽状复叶期，置压力2. 75Kpa的可移动式8002扇形喷头的喷雾塔内，喷施除草剂草甘膦(Roundup)水剂；草甘膦浓度分别为Og ai/亩、61.5g ai/亩、 82g ai/亩、102. 5g ai/亩、164g ai/亩、246g ai/亩和 328g ai/亩，加水量 30L/亩。采用因子设计，重复4次。施药后3天，待测大豆置一 IOm3的黑色塑料遮光网制作的光强低于200Lux的遮光罩内，静置30分钟后，测第3羽状复叶PPM值。施用草甘膦后3d大豆叶片PPM值与抗性结果列于表1。为了检验PPM测定法的准确性，表1也列出了施药后28d测定的大豆植株干重及当日测定时大豆死亡程度。表1施用草甘膦后3dPPM值及28d大豆干重
权利要求
1.一种植物抗草甘膦的检测方法，其特征在于，包括如下步骤1)分别用不同梯度浓度的草甘膦对不同组相同的植物幼苗进行喷施；2)施药后3 9天，测量并记录植物PPM值；测量前，将植物放在光照强度低于200LUX 条件下30分钟以上；3)根据植物喷施和未喷施草甘膦的PPM值来判断植物对草甘膦的抗性。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述植物为大豆。
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述的喷施草甘膦时大豆叶龄为3 6 片羽状复叶。
4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述的喷施草甘膦时大豆叶龄为3 4 片羽状复叶。
5.如权利要求2 4任意一项所述的检测方法，其特征在于，喷施的草甘膦浓度分别为 61. 5g ai/ 亩 82g ai/ 亩、102. 5g ai/ 亩 164g ai/ 亩禾口 246g ai/ 亩。
6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，该检测方法的判断标准为喷施M6g ai/亩的草甘膦后测定大豆PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，为高抗草甘膦；喷施 102. 5g ai/亩 164g ai/亩的草甘膦后测得大豆PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，喷施M6g ai/亩的草甘膦后测定大豆PPM值与对照在统计学意义上有显著差异，为中抗草甘膦；喷施61. 5g ai/亩 82g ai/亩的草甘膦后测得大豆PPM值与对照在统计学意义上无显著差异，为低抗草甘膦；喷施61. 5g ai/亩 82g ai/亩的草甘膦后测得大豆PPM 值比对照在统计学意义上明显降低，为草甘膦敏感。
7.如权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于，测量前将植物放置在大小为3 20m3的三层黑色塑料遮光网制作的遮光罩中，遮光罩每层的透光率为50%。
8.如权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于，测量前将植物放置在保证光照强度低于200LuX条件下30 50分钟。
9.如权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于，PPM值测量时间为施药后 3 4天。
10.如权利要求1 4任意一项所述的检测方法，其特征在于，草甘膦为农达，其含有 41%草甘膦异丙胺盐。
全文摘要
本发明提供了一种植物抗草甘膦的检测方法，包括如下步骤分别用不同浓度梯度的草甘膦对不同组相同的植物幼苗进行喷施；施药后3～9天，测量并记录植物PPM值；测量前，将植物放在光照强度低于200Lux条件下30分钟以上；根据植物喷施和未喷施草甘膦的PPM值来判断植物对草甘膦的抗性。本发明的检测方法，适合大豆常规品种和转基因抗草甘膦大豆材料的草甘膦抗性测定与评价，能快速、准确、非破坏性测定植物对草甘膦的抗性水平，具有很强的实用性和可操作性。
文档编号G01N21/64GK102269703SQ20111011973
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者崔海兰, 张宏军, 曹洪玉, 李香菊, 邱丽娟 申请人:中国农业科学院植物保护研究所