Способ определения гербицидной активности

 

Оаа ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 492805

Союз Соаатоинн

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.03.74 (21) 2006759/30-15 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.11.75. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 28.03.78 (51) М. Кл. G Oln 33/00

Государственный комитет

Совета акиннстров СССР (53) УДК 543.9(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Д. Н. Маторин, П. С. Венедиктов, М. Г. Макевнина, А. Б. Рубин, Л. Д. Стонов и Л. А. Бакуменко

Всесоюзный научно-исследовательский институт химических средств защиты растений и Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. М. В. Ломоносова (71) Заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕРБИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ

Изобретение относится к физическим методам выявления фитотоксичности новых и известных химических соединений и может быть применено при первичных испытаниях на гербицидную активность и других областях биологических исследований.

Известен метод определения фитотоксичности препаратов, основанный на измерении подавления роста клеток водоросли хлореллы гербицидными препаратами. Изменение плотности суспензии хлореллы регистрируют по изменениям коэффициента пропусканпя образца прп 600 нм после культивирования этой культуры в течение 5 суток в присутствии испытываемых на фитотоксичность препаратов.

Целью изобретения является создание простого, быстрого и болсе чувствительного способа определения фптотоксичпости химических соединений.

Это достигается тем, что фитотоксичпость химического соединения выявляют, регистрируя изменения интенсивности фотоиндуцированного послесвечения хлор опластов или клеток одноклеточной водоросли в миллисекундном интервале затухания после воздействия на них испытываемым химическим соединением с помощью известной установки, собранной па основе фосфороскопа с исполь2 зованием в качестве приемника свечения фотоумножителя. Миллисекундная компонента фотоиндуцированного послесвечения непо5 средственно связана с интенсивностью протекания электронтранспортных и сопряженных реакций фотосинтеза в отличие от других компонент с большими временами жизни.

Кроме того, эта компонента является наиболее интенсивной компонентой послесвечения.

При действии химических соединений, обладающих фитотоксичностью, интенсивность ее снижается по сравнению с контролем.

Способ позволяет дать заключение о способности испытываемых соединений проникать через клеточные оболочки и о механизмах действия этих соединений.

Повышение чувствительности предлагаемого способа осуществляется за счет, с одной стороны, большей чувствительности метода

20 ре трац и" послесвечс1 ч по срав егию с методами регистрации поглощения (спектрофотометрическими) и, с другой стороны, за счет возможности работы с микроколичествами веществ (максимальное количество необходимого вещества 10 мг).

Фитотоксические свойства химических соединений, повреждающих непосредственно фотосиптетическпй аппарат или сопряженные с

492805

3 ним -процессы - метаболизма, выявляют путеч . воздействия испытываемым соединением н выделенные из растений хлоропласты или н

- хлореллу. Химические соединения, фитоток сичность которых не обнаруживается таки путем, далее испытывают на растущей куль туре одноклеточной водоросли с максималь ной экспозицией 24 час.

Пример 1. Суспензию хлоропластов горо ха (сорт «Пионер») с d — 652 0,200 — 0,25! разводят дистиллированной водой в отноше нии 1: 30. 2,7 мл разведенной суспензии хло ропластов (или хлореллы) помещают в квар цевую пробирку (или кювету) и регистрирую фотоиндуцированное послесвеч ение тест-объ екта с помощью установки для записи фото индуцированного послесвечения. 0,3 мл про метрина (исходная концентрация С =5X

Х10 — М) добавляют к 2,7 мл суспензии хло ропластов гороха (или хлореллы) и чере:3 — 5 мин инкубации с данным соединением (10 — 12 мин при работе с хлореллой) реги стрируют фотоиндуцированное послесвечени( суспензии.

Интенсивность миллисекундной компоненты послесвечения суспензии хлоропластов под действием прометрина в концентрации

C=5X10 — М снижается в 2 раза. Это позволяет сделать заключение о наличии у прометрина значительной фитотоксичности в отношении фотосинтетических процессов. Этот препарат является одним из активных современных гербицидов и широко применяется в сельском хозяйстве.

Пример 2. Испытания хлорИФК, согласно примеру 1, показали, что данное соединение не оказывает непосредственного токсического действия на первичные реакции фотосинтеза.

Для окончательного заключения о наличии или отсутствии фитотоксичности у хлорИФК 4

его подвергают испытаниям на растущей культуре хлореллы. Хлореллу культивируют на среде Тамийя в 2 культиваторах: контрольном, без добавления препарата, и в опытном с хлорИФК в концентрации 2Х10 — моль/л в 4 камере роста при — 29 С и освещении 2200 свечей. Культивирование проводят в течение

24 час при непрерывном барботаже суспензии воздухом, обогащенном углекислотой. Затем отбирают из каждого культиватора пробы по 50

3 мл, помещают в кварцевую пробирку нли кювету и регистрируют фотоиндуцированное послесвечение образцов. Интенсивность миллисекундной компоненты послесвечения образца: хлорелла+хлорИФК меньше на 70 /ц по сравнению с контрольным образцом. Это свидетельствует о подавлении роста хлореллы хлорИФК. Таким образом, .подтверждена высокая гербицидная активность этого препарата, действующего на рост и деление клеток.

Значения Сг для ряда соединений приведены в таблице.

Для сравнения в испытания были введены препараты — производные мочевины триазина, не обладающие,гербицидной активностью.

Как видно из таблицы, все известные эффективные гербициды подавляют интенсивность миллисекундной компоненты послесвечения на 50 в концентрациях IХ 10 —

I X I0 — М. Наиболее сильно подавляют интенсивность послесвечения производные мочевины (диурон, монурон, фенурон, метурин) и производные триазина — атразин, атратон, прометрин, симазин. Довольно высокую активность показали препараты из других химических классов (рандокс, дикрил, пропанид) производные амида; пирамин, гексилур — производные диазина. Гербициды хлорИФК, ТХА, ГМК, являющиеся митотическими ядами, не показали должной активности ни при воздействии на хлоропласты, ни на хлореллу (покоящуюся культуру). Однако их активность подтвердилась с помощью этого метода на растущей культуре хлореллы.

Неактивные вещества — производные мочевины 1 и 11 и производные триазина 1 и II не обнаружили гербицидных свойств ни на одном тест-объекте.

Разница (иногда на 2 порядка) в эффективности соединений на хлоропластах гороха и на покоящейся культуре хлореллы указывает на фактор проницаемости клеточных структур для данного химического соединения, что может быть использовано в дальнейшем скрининге и изучении механизма действия препаратов.

Таким образом, с помощью нового метода можно быстро и с минимальными затратами выявить потенциальные гербицидные свойства у веществ, принадлежащих к различным химическим классам.

492805

Влияние гербицидов на интенсивность фотоиндуцнрованного послесвечения

Cgp (MOJlb/л) Хлорелла

Соединение

Хлоропласты растущая культура покоящаяся культура

Атразнн

Атратон

Прометрин

Пропазин

Симазин

Фенурон

Дну рон

Лину рон

Паторан

Мету рин

Которан

Ликрнл

Прои аннд

Рандокс

Ялан

Гексилур

ГМК (гндразид малеиновой кислоты)

Пирамин

2,4-Д натрневая соль

2,4-Д бутнловый эфир

Дипиридилфосфат

Реглан

I Х 10

I Х 10

5Х 10

5Х 10

1 Х1Π— в

5Х 10

5у10

)5XIP — 4

) 5X10-4

5Х 10

)5ХIО

>5ХIО 4

>5X10 — 4

ДНОК

Нитрохлор

ХлорИФК

TXA (трихлорацетат натрия)

Мочевина-I (неактнвное соединение)

Мочевнна-II (неактнвное соединение)

Триазин-I (неактнвное соединение)

Триазин-II (неактивное соединение) I Xlo

l X IO — а

)5. 10 — 4

)5X10

>5Х10 — 4

i>5X IO

Формула изобретения изменение интенсивности фотоиндуцированного послесвечения хлоропластов или клеток хлореллы под действием химических соединений в мпллнсекундном интервале затухания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения универсальности способа, образец химического соединения для регистрации изменения интенсивности фотоиндуцированного послесвечения подвергают

10 испытаниям на растущей культуре хлореллы.

1. Способ определения гербицидной активности химических соединений, включающий регистрацию изменения спектральных характеристик тест-объектов под действием фитотоксичных соединений, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа и увеличения скорости определения гербицидной активности, регйстрируют

IX1O 6

IXIO-в

5Х1О

I Х 10

1Х10

1Х10 — в

5Х10

1 Х 10

5Х10 в

lхlо

5Х 10

I Х 10

I XIO — в

1Х10

I ХIО

5у10

)5Х 10

1 Х10

I Хlо

1XI0

I ХIО 4

1Х10

I XIO -в

I X10

IXIO — в

I Хlо

I X10

5у, 10

5X1О

I Х 10

1Х10

I Х 10-4

I XIO

)5ХIΠ— 4

I Х 10

I Х 10

5ХIО

>5Х10

)IХ10 4

l X 10

1 ХIО

)5Х10 — 4

)5X10

)5Х10 — 4

)5Х 10

)5Х10 — 4

)5ХIО