ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Синергічне посилення фітотоксичної дії гербіцидів - інгібіторів ацетил-КоА-карбоксилази

Актуальність теми. Встановлення фізіологічних механізмів синергічного посилення фітотоксичної дії гербіцидів є одним із основних компонентів підвищення активності і селективності препаратів, зниження їх доз та вартості обробок.

Грамініциди - інгібітори ацетил-КоА-карбоксилази (АКК) - сучасні протизлакові гербіциди, які широко застосовуються для боротьби зі злаковими бур'янами в посівах дводольних та однодольних культур. До них належать похідні арилоксифеноксипропіонової кислоти (АОФПК) - фенокcапроп-n-етил (Фуроре), флуазифоп-n-бутил (Фюзілад) тощо, і циклогександіонів (ЦГД) - сетоксидим (Поаст), тепралоксидим (Арамо) та інші. В Україні зареєстровано більше 15 препаративних форм грамініцидів фірм Сингента, БАСФ, Байер тощо. Важливість АОФПК та ЦГД для рослинництва пов'язана з переважанням зернових культур у сівозмінах та високою засміченістю орних земель України злаковими бур'янами.

Селективність грамініцидів до злаків обумовлена наявністю в пластидах рослин родини Рoaceae, на відміну від інших родин, чутливого типу ферменту АКК (Ohlrogge J., Browse J., 1995). Рівень активності інгібіторів АКК суттєво залежить від умов навколишнього середовища та фази розвитку бур'янів. Висока селективність гербіцидів даної групи визначає ймовірність швидкої появи стійких біотипів бур'янів. Детоксикація грамініцидів відбувається переважно за участю цитохром Р-450-залежних монооксигеназ (Цит-Р450) (Cole J. D., 1994). Регулятори метаболізму гербіцидів - інгібіторів АКК вже використовуються як антидоти феноксапропу, дані про посилення фітотоксичності грамініцидів таким шляхом у літературі відсутні.

Відомо, що грамініциди класів АОФПК (флуазифоп) і ЦГД (сетоксидим) (Harker K. N., O'Sullivan P. A., 1991) та АОФПК (Швартау В. В., 1999) можуть синергічно взаємодіяти при спільному застосуванні. Але особливості прояву синергізму у взаємодії та його залежність від умов вирощування рослин залишаються недослідженими.

Тому актуальним є визначення фізіологічних особливостей синергічного підвищення активності грамініцидів, що дозволить посилити фітотоксичність препаратів, знизити залежність активності від умов навколишнього середовища та обумовити можливість зменшення витрат на боротьбу з бур'янами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в рамках планових тем Інституту фізіології рослин і генетики НАН України: "Вивчити фізіологічні чинники толерантності до гербіцидів багаторічних бур'янів з метою розробки ефективних прийомів їх знищення" 1999-2003 рр. (№ держ. реєстрації 0198U007624); "Механізми патогенезу, індукованого у рослинах гербіцидами інгібіторами ацетил-КоА-карбоксилази" 2004-2008 рр. (№ держ. реєстрації 0103U002398).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було визначення шляхів посилення фітотоксичності грамініцидів - інгібіторів АКК та фізіологічних аспектів його прояву.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

    - Вивчити характер прояву фітотоксичної дії інгібіторів АКК на злакових рослинах. - Визначити особливості взаємодії грамініцидів класів ЦГД та АОФПК при одночасному застосуванні в умовах вегетаційних та польових дослідів. - З'ясувати вплив рівня мінерального живлення рослин на фітотоксичність грамініцидів та особливості їх взаємодії. - Дослідити ефективність інгібіторів АКК та їх сумішей за умов посухи. - Встановити дію грамініцидів та нафталевого ангідриду на вміст Цит-Р450 у злакових рослинах. - Встановити можливість підвищення активності грамініцидів при застосуванні разом з інгібіторами фотосинтезу та похідними динітроанілінів.

Об'єкт дослідження - фізіолого-біохімічні механізми дії гербіцидів, синергістів та антидотів.

Предмет дослідження - фізіологічні аспекти модифікації фітотоксичності гербіцидів - інгібіторів АКК.

Методи дослідження. В процесі виконання роботи використовували загальноприйняті стандартні методи фізіолого-біохімічних досліджень. Досліди проводили в лабораторних, вегетаційних та польових умовах. Визначення вмісту пігментів, білка, Цит-Р450 проводили за допомогою біохімічних методик. Для аналізу результатів використовували методи статистичної обробки даних. живлення рослина фітотоксичність грамініцид

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено синергізм у взаємодії грамініцидів феноксапропу і тепралоксидиму, флуазифопу і тепралоксидиму, визначені особливості прояву фітотоксичності суміші стосовно однорічних і багаторічних бур'янів.

Виявлено особливості впливу рівня мінерального живлення на ефективність грамініцидів та їх сумішей. Вперше показаний перехід характеру взаємодії у сумішах грамініцидів із адитивного у синергічний при підвищенні рівня мінерального живлення (NPK).

Вперше встановлено, що флуазифоп і феноксапроп, блокуючи індукцію активності цитохром-Р450-залежних монооксигеназ, знижують потенційну здатність рослин до детоксикації. Обробка проростків сумішами феноксапроп + флуазифоп і флуазифоп + тепралоксидим також знижувала вміст ферментів, індукований нафталевим ангідридом, що свідчить про можливість досягнення синергічного ефекту між грамініцидами частково на рівні цитохром-Р450-залежних монооксигеназ.

Встановлено, що нові похідні динітроанілінів та триазинів перспективні для пошуку cинергістів грамініцидів.

Новизна роботи підтверджується заявкою на патент України, 2006.

Практичне значення отриманих результатів. Для боротьби зі злаковими бур'янами у посівах дводольних культур доцільно застосовувати суміші грамініцидів. Встановлено ефективність синергічних сумішей флуазифоп+тепралоксидим та феноксапроп+флуазифоп та запобігання ними відростання пирію повзучого у посівах цукрових буряків та гороху. Показано, що оптимізація фону мінерального живлення культури є фактором підвищення ефективності застосування інгібіторів ацетил-КоА-карбоксилази та їх сумішей.

Похідне динітроанілінів 221б є синергістом флуазифопу, а нові похідні триазинів - інгібітори фотосинтезу підвищують активність феноксапропу.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні разом з науковим керівником мети та завдань досліджень, опрацюванні літератури за темою дисертації, виконанні експериментальної частини дисертації, проведенні статистичної обробки даних, а також у аналізі й інтерпретації одержаних результатів за участю наукового керівника та співавторів, підготовці публікацій до друку. Загальний внесок здобувача становить понад 75 %.

Апробація результатів дисертації. Положення дисертаційної роботи було висвітлено у доповідях на всеукраїнських і міжнародних конференціях: 4-й науково-теоретичній конференції Українського наукового товариства гербологів "Проблеми бур'янів і шляхи зниження забур'янення орних земель" (Київ, 2004); конференції-конкурсі робіт молодих учених, присвяченої 100-річчю з дня народження Р. В. Чаговця "Актуальні проблеми біохімії та біотехнології" (Київ, 2004); науково-практичній конференції до 90-річчя від дня народження професора О. Ф. Михайлова "Сучасні проблеми фізіології та інтродукції рослин" (Дніпропетровськ, 2005); конференції-конкурсі робіт молодих учених, присвяченої 100-річчю від дня народження М. Ф. Гулого "Актуальні проблеми біохімії та біотехнології" (Київ, 2005); міжнародній науковій конференції студентів та аспірантів "Екологічні проблеми сталого розвитку агросфери в умовах реформування земельних відносин та шляхи раціонального використання і охорони земель" (Харків, 2005); науковій конференції молодих учених "Сучасні проблеми фізіології рослин і біотехнології" (Ужгород, 2005); 5-й науково-теоретичній конференції Українського наукового товариства гербологів "Комплексні дослідження рослин-експрелентів і системи захисту орних земель в Україні від бур'янів" (Київ, 2006); XII з'їзді Українського ботанічного товариства (Одеса, 2006); IX Українському біохімічному з'їзді (Харків, 2006).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 17 наукових праць: 10 статей в тому числі 6 у провідних фахових виданнях, 6 тез доповідей на наукових конференціях та подано заявку на патент України.

Структура дисертації. Дисертація складається з переліку умовних скорочень, вступу, огляду літератури, 3 розділів експериментальної частини, узагальнення, висновків, списку використаної літератури; викладена на 131 сторінках друкованого тексту. Список цитованої літератури нараховує 224 найменування. Робота містить 33 таблиці, 13 рисунків.

Похожие статьи




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ - Синергічне посилення фітотоксичної дії гербіцидів - інгібіторів ацетил-КоА-карбоксилази

Предыдущая | Следующая