羌活减轻乙草胺对水稻毒害的活性成分及作用机理研究

乙草胺对水田杂草具有很高的活性，但易对水稻产生药害，研究对乙草胺具有"解毒"作用的安全剂对延长除草剂使用年限、研制新型除草剂等有着重要的科学意义和实用价值。植物性除草剂安全剂对环境相容性更好，申请者前期对97 种植物材料进行了筛.选，生测实验结果表明，传统中药药材羌活能明显减轻乙草胺对水稻的伤害，且对不同水稻品种其解毒作用无明显差异，对水稻生长无不利影响。本项目拟在此基础上采用柱层析分离、高速逆流色谱和制备型高效液相色谱等分离技术，在生物活性追踪下对羌活缓解乙草胺对水稻药害的活性成分进行分离纯化；应用高分辨质谱和核磁共振等现代波谱技术，对分离得到的活性单体进行结构鉴定；通过蛋白质含量测定和酶活性检测等方法研究活性单体对水稻中乙草胺的解毒机制。旨在为乙草胺在水稻田的应用开辟一条新的途径，并为植物性安全剂的产业化应用提供理论基础。

乙草胺是一种活性高、价格低，应用非常广泛的除草剂，但是因为其易对水稻产生药害的原因而在稻田受到了限制。开发乙草胺的安全剂是解决药害扩大应用范围的一条有效途径。本项目以羌活为材料，研究其减轻乙草胺对水稻伤害的效果。经过提取、分离，活性追踪确定活性组分，对单体化合物进行结构鉴定；确定其活性，初步研究了其作用机理。主要研究结果如下：.明确了不同产地的羌活提取物对水稻上乙草胺的解毒效果，室内生测试验表明，以川羌提取物解毒效果最佳。以川羌为材料，研究了粗提物的解毒效果，在乙草胺质量浓度为0.025 mg/kg条件下，当羌活提取物质量浓度为1.25-12.50 mg/kg时，对水稻幼苗有较好的保护效果，株高可以恢复到对照的78.5%-96.6%。.采用硅胶柱层析和高速逆流色谱相结合的方法分离纯化羌活提取物。粗提物先经硅胶柱层析分离，以石油醚和乙酸乙酯作为淋洗剂进行梯度洗脱，经点薄层板合并后共得到21个流分。组分Q5再经过HSCCC分离，分离得到两个单体化合物。经气-质及核磁共振氢谱、碳谱鉴定化合物的结构，确认化合物1和化合物2分别为异茴芹内酯（Isopimpinellin）和佛手柑内酯（Bergapten），分子量分别为246和216。.单体化合物Bergapten对水稻上的乙草胺具有明显的解毒效果。在土壤基质，1.25～10 mg/L 的Bergapten与乙草胺混合处理的水稻幼苗株高与乙草胺对照相比均有显著差异，以5 mg/L的Bergapten解毒效果较佳。同时，通过室内生测试验表明，Bergapten对乙草胺的除草效果没有影响。.羌活提取物能提高水稻GSTs活性，增强对除草剂的解毒能力。当羌活粗提物浓度在2.5～25 mg/L的范围内时，水稻幼苗地上部分的GSTs活性能够被显著地诱导增强，并且随着浓度的升高而提高。与此对应的是，在此剂量范围内，羌活粗提物对乙草胺有较好的解毒效果。而从羌活中分离的单体化合物Bergapten，在其解毒剂量1.25 ～5mg/L范围内，也能够诱导水稻体内GSTs的活性显著增强。.在本基金的资助下，我们共发表科研论文3篇，其中SCI论文1篇，获国家科技进步奖二等奖1项，湖南省技术发明二等奖 1 项。申请 (授权) 专利 1 项；培养研究生2 名，已圆满地完成项目预定的各项目标。.