Способ определения гербицидной активности Советский патент 1975 года по МПК G01N33/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕРБИЦИДНОЙ АКТИВНОСТИ

1

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 коэффициепта пропускания образца при 600 нм после культивирования этой культуры в течение 5 суток в присутствии испытываемых иа фитотоксичпость препаратов.

Целью изобретения является создание простого, быстрого и более чувствительного способа определения фитотоксичиости химических соединений.

Это достигается тем, что фитотоксичность химического соединения выявляют, регистрируя изменения интенсивности фотоиндуцированного послесвечения хлоропластов или клеток одноклеточной водоросли в миллисекундном интервале затухания после воздействия иа них испытываемым химическим соединением с помощью известной установки, собранной на основе фосфороскопа с использованием в качестве приемника свечения фотоумножителя. Миллисекундная компонента фотоиндуцированного послесвечения непосредственно связана с интенсивностью протекания электронтранспортных и сопряженных реакций фотосинтеза в отличие от других компонент с большими временами жизни. Кроме того, эта компонента является наиболее иитенсивной 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 осупхествляется за счет, с одной стороны, большей чувствительности метода регистрации послесвечения по сравнению с методами регистрации поглощения (спектрофотометрическими) и, с другой стороны, за счет возможности работы с микроколичествами веществ (максимальное количество необходимого вещества 10мг).

Фитотоксические свойства химических соединений, повреждающих непосредствеино фотоспптетическнй аппарат или сопряженные с

ним-Процессы-метзбрлизма, выявляют путе1: воздействия испытываемым соединением н выделенные из растений хлоропласты или н -хлореллу. Химические соединения, фитоток сичность которых не обнаруживается такиг пзтем, далее испытывают на растущей куль туре одноклеточной водоросли с максималь ной экснозицией 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 послесвечение тест-объ екта с помощью установки для записи фото индуцированного послесвечения. 0,3 мл про метрина (исходная концентрация С 5Х 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) регистрируют фотоиндуцированное послесвечение суспензии.

Интенсивность миллисекундной компоненты послесвечения с)спензии хлоропластов под действием прометрина в концентрации С 5х10- 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 фитотоксичпости у хлорИФК 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 2x10- моль/л в 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 3 мл, помещают в кварцевую пробирку или

кювету и регистрируют фотоиндуцированное послесвечение образцов. Интенсивность миллисекундной компоненты послесвечения образца: хлорелла+хлорИФК меньще на 70% 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 Cso 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 1X10- -

1x10 М. Наиболее сильно подавляют интенсивность послесвечения производные мочевины (диурон, монурон, фенурон, метурин) и производные триазина - атразип, атратон, прометрин, симазин. Довольно высокую активность показали препараты из других химических классов (рандокс, дикрил, пропапид) Производные амида; пирамин, гексилур - производные диазина. Гербициды хлорИФК, ТХА, ГМК, являющиеся митотическими ядами, не показали должной активности пи при воздействии на хлоропласты, ни па хлореллу (покоящуюся культуру). Однако их активность подтвердилась с помощью этого метода на растущей культуре хлореллы.

Неактивные вещества - производные мочевины I и II и производные триазина I 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.

56

Влияние гербицидов на интенсивность фотоиндуцированного послесвечения

492805