广谱型安全剂二氯丙烯胺的多重作用机制
安全剂是重要农药助剂之一,在不影响除草剂对靶标杂草活性的前提下可选择性地保护作物免受除草剂的伤害。二氯丙烯胺(Dichlormid,CAS#: 37764-25-3)是典型的广谱多效用型除草安全剂,主用于提高玉米对硫代氨基甲酸酯类除草剂的安全剂。它既可以用于拌种,也可以与除草剂混合喷雾进行土壤处理。一般每亩用量1.4-1.7克。该安全剂对玉米、水稻、小麦均有保护作用,使它们免受灭草猛、燕麦畏、禾大壮、异丙甲草胺、乙草胺和菌达灭的伤害。自从20世纪70年代发现并使用安全剂以来,人们一直在不断探索研究安全剂的作用机理,截至目前仍无明确定论。但有一点可以肯定,就是安全剂对作物的解毒保护是多重作用机制下的共同结果。就二氯丙烯胺而言,目前的实验研究证实了安全剂的多种解毒作用机制假说。
在靶标位点结合上与除草剂竞争,进而对抗除草剂。现有研究发现,脂类的生物合成是硫代氨基甲酸酯和乙酰氯丙胺除草剂的一个作用位点。二氯丙烯胺能对抗大麦中克草敌(克草蜢)对脂肪酸链延长的抑制作用。
降低作物对除草剂的吸收量。喷施药剂后,作物与杂草一样通过蒸腾作用将除草剂吸入体内,而茵草敌则引起玉米叶片表面蜡质发生明显的聚合作用,造成大面积角质裸露,增强了蒸腾作用,进而造成植物从土壤中吸收除草剂的量增加,而二氯丙烯胺恰好能阻止此种聚合作用,防止植物蒸腾作用增强,减少玉米对茵草敌的吸收。
对蛋白合成的阻抑。研究表明,二氯丙烯胺能对抗玉米中茵草敌(EPTC)对蛋白合成的阻抑。
诱导谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)的活性,进而增强作物对除草剂的谷胱甘肽轭合代谢作用,提高作物对除草剂的耐受性,达到解毒目的。
通过增强三磷酸腺苷(ATP)硫酸化酶的活性来提升谷胱甘肽水平,进而提高对除草剂的解毒代谢能力。
间接诱导谷胱甘肽还原酶活性,提升受保护作物中的谷胱甘肽水平。
提升乙酰乳酸合成酶(ALS,存在于高等植物叶绿体基质中,是植物氨基酸的合成酶,除草剂的主要靶标之一)活性。现有研究表明,二氯丙烯胺处理过的黄代玉米根部和茎干组织的ALS活性提高25%。
诱发细胞色素P450单氧酶活性,加速玉米对茵达灭、绿磺隆、甲磺隆和嘧磺隆等磺酰脲类除草剂的氧化代谢。
抑制玉米过氧化物酶活性,阻止菌达灭因发生磺化氧化反应而代谢为毒性更强的茵达灭亚砜,降低茵达灭对玉米的药害。
上述作用机制假说的提出均是基于观察研究结果,但有时作用机制假说与观察结果之间出现互相矛盾。比如二氯丙烯胺不但能减少玉米对茵达灭的吸收,却也能增加玉米对乙草胺的吸收,但最终的结果表现却都是降低除草剂药害,这可能是由除草剂——安全剂——作物三者组合的特异性造成的。安全剂真实的作用机理目前仍未有定论,正如同物理学家对宇宙是如何形成这一自然奥秘的探索一样,目前尚未有一种理论能将这些假说全部协调统一,作用机制探索之路道长且远。