反枝苋乙酰乳酸合成酶与烟嘧磺隆分子结合模式分析及抗性位点预测

为研究反枝苋对乙酰乳酸合成酶 (ALS) 抑制剂的抗性机制，本研究根据反枝苋的ALS氨基酸序列，利用同源模建的方法构建了其三维结构，并采用分子对接和分子动力学模拟的方法预测了反枝苋ALS与烟嘧磺隆分子的结合模式。根据结合模式对已报道的Pro 197和Trp 574等位点突变产生抗性的原因进行了分析。结果发现:Pro 197和Trp 574等位点的残基与烟嘧磺隆分子之间存在重要的疏水作用和π-π作用等其他相互作用，或该位点的残基具有特殊结构影响着通道形状。分析表明，ALS与烟嘧磺隆之间的氢键、疏水作用等非共价相互作用以及通道形状的改变都有可能影响二者结合稳定性，从而使杂草产生抗性。基于此结论，本研究预测Val 196、Met 200、Phe 206和Lys 256突变同样可能使杂草对ALS抑制剂敏感度发生变化。本研究利用计算机模拟技术分析了ALS抗性机制，为反抗性除草剂的分子设计提供了指导。     

蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶的环境生物毒性

为明确蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解及母体和降解产物对环境生物的毒性，采用超高效液相色谱-质谱 (UPLC-TQD) 联用法分析了蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解产物，同时参照“化学农药环境安全评价试验准则”方法，分别测定了烟嘧磺隆和主要降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶对斑马鱼、大型溞和斜生栅列藻3种水生生物的急性毒性。结果表明:经蜡状芽孢杆菌降解后，共检测到4种烟嘧磺隆的降解产物，分别为2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶 ( Ⅰ )、2-[N-(氨基甲基) 氨磺酰基]-N,N-二甲基烟酰胺 ( Ⅱ )、2-[1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基) 脲基]-N,N-二甲基烟酰胺 ( Ⅲ ) 和N-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-氨基甲酰基)-1-(甲基亚氨基) 甲磺酰胺 ( Ⅳ )，其中2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶 ( Ⅰ ) 为主要降解产物，由此推测蜡状芽孢杆菌对烟嘧磺隆的降解主要是通过使其磺酰脲桥上C—N键、C—S键以及吡啶环断裂而实现的。毒性测定结果显示:烟嘧磺隆及主要降解产物 Ⅰ 对斑马鱼的96 h-LC₅₀值分别为16.95和 > 100.0 mg/L，其急性毒性等级均为“低毒”；两者对斜生栅列藻的72 h-ErC₅₀值分别为8.070和142.7 mg/L，均为“低毒”；对大型溞的48 h-EC₅₀值分别为9.190和51.95 mg/L，分别为“中毒”和“低毒”。研究表明，烟嘧磺隆经蜡状芽孢杆菌降解后，其主要降解产物对3种水生生物的毒性均明显降低。     

基于Maxent生态位模型的外来入侵植物刺果瓜在我国的适生区预测

刺果瓜作为我国外来入侵植物之一,对我国农业生产和生态安全具有极大的潜在风险。本研究根据已报道的刺果瓜发生坐标信息,利用MaxEnt生态位模型研究了刺果瓜的发生与气候信息和生物气候因子之间的关系,并预测了其在中国的适生区范围。结果显示,以生物气候因子为环境变量所得模型精度较高(AUCTestdate/AUCTrainingdate=1.06),在所有可能影响刺果瓜发生环境因子中,与温度有关的环境因子占83.9%,与降雨量有关的环境因子占16.0%,表明刺果瓜的发生主要与温度和水分有关。刺果瓜在我国潜在适生区主要分布黄淮海地区、环渤海地区、南部沿海地区、东南沿海地区及中国台湾地区、云贵高原及重庆大部分地区。该研究结果可为刺果瓜的防控与治理提供参考依据。     

烟嘧磺隆降解菌枯草芽孢杆菌YB1颗粒剂的加工及应用

YB1是从农药厂污水中分离筛选得到的一株对烟嘧磺隆具有较好降解作用的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。为探究YB1对土壤中烟嘧磺隆的降解能力，本研究对YB1固体发酵产物进行了颗粒剂加工，并对菌株载体和保护剂进行了筛选。优化后的YB1颗粒剂的加工方法为:将YB1固体发酵产物与载体活性白土按质量比1:1混合，加入质量分数为3%的保护剂酪氨酸和5%的淀粉进行挤压造粒，所得颗粒剂的有效活菌数为8.75×108 CFU/g。以小麦为指示植物，应用室内盆栽法研究了YB1颗粒剂对土壤中烟嘧磺隆的降解效果。结果表明，1 kg土壤中添加20 g YB1颗粒剂28 d后可将土壤中1 mg/kg的烟嘧磺隆降解至对小麦无明显药害水平。研究结果表明，YB1颗粒剂对含有烟嘧磺隆残留的土壤具有一定的修复能力。