行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
水稻對殺草劑快克草抗性生理之研究
The studies of physiological basisof quinclorac resistant of rice (Oryza sativa L.) seedling 計畫編號：NSC 87-2313-B-002-022 執行期限：86 年 8 月 1 日至 87 年 7 月 31 日 主持人：張新軒 國立台灣大學農藝學系 一、中文摘要： 快 克 草 (quinclorac, 3,7-dichloro-8-quinolinecarboxylic acid) ，是一種中低毒 性、低用量、具有高度選擇性的殺草劑。 本除草劑一般於萌後施用於植物葉片，對 敏感性禾本科植物會造成幼葉壞疽，萎凋 進而全株乾枯。以快克草對不同水稻品種 進行篩選，發現臺中 65 號及臺南 5 號對 快克草較為敏感。 Abstract
Quinclorac is a selective herbicide for the control of broadleaf weeds and annual grasses in rice and turf. It can be applied postemergence to weeds. This herbicide causes leaf chlorosis of susceptible grasses followed by wilting. This study showed that Taichung 65 and Tainan 5 were susceptible to quinclorac. 二、緣由與目的 快 克 草 (quinclorac, 3,7-dichloro-8-quinolinecarboxylic acid) 是 1985 年德國 巴斯夫大藥廠 (BASF Aktiengesellschaft) 所發展出來，屬於 quinolinecarboxylic acid 類的新型除草劑，具有中低毒性、低用量、 廣效性以及高度選擇性的優點。快克草施 用後可經由葉部吸收而輸導至其他部位， 也可經由根部吸收而輸送至全株 (2)。對於 草皮中雀稗屬 (Paspalum spp.)、馬唐屬 (Digitaria spp.) 及水稻 (Oryza sativa) 田 的水稗 (Echinochloa crus-galli)、芒稷 (E. colona) 等禾本科雜草及一般闊葉雜草的 防除極為有效 (5, 10)。
快克草的作用機制目前仍未明瞭。早 期的研究發現快克草對於闊葉植物的傷害 與 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid) 、 picloram (4-amino-3,5,6-trichloro-picolinic acid) 等相似，因此將其歸於荷爾 蒙型除草劑 (1)。Koo 等人 (6, 7) 發現抵 抗 型 的 禾 本 科 植 物 對 快 克 草 的 反 應 與 auxin 類似，但敏感型的禾本科植物如水稗 則 否 ， 而 可 能 另 有 不 同 之 作 用 機 制 。 Grossmann 及 Kwiatkowski (3, 4)以水稗進 行試驗發現快克草會促進乙烯的生合成及 HCN 的大量累績，累積的 HCN 可能造成 植物本身的傷害。HCN 為乙烯生合成過程 中 的 共 同 產 物 ， 在 乙 烯 的 前 驅 物 1-aminocyclo-1-carboxylic acid (ACC) 分 解 為乙烯時會同時產生 HCN 及 CO2 (11)。 一 般 植 物 由 乙 烯 生 合 成 過 程 所 產 生 的 HCN 可經由 β-cyanoalanine synthase 快 速代謝而去除其毒性 (12)，但是水稗經快 克草處理後所產生的 HCN 則會有累積現 象 (4)。 本年度計畫擬篩選不同水稻品種對除
草劑快克草之敏感性與抵抗性。了解感性 與抗性水稻品種對快克草生理反應之差 異。後續並將對水稻感性及抗性品種進行 雜交試驗，以觀察其分離後裔對快克草的 反應。 三、結果與討論 敏感性禾本科植物以除草劑快克草處 理，會造成葉片黃化、萎凋，植株進而完 全乾枯死亡。在生理上之反應，敏感性植 物馬唐 3-4 葉齡植株以快克草處理後，不 論施用 0.25 kg/ha 或 0.5 kg/ha，葉片葉綠素 含量均隨著處理時間的增加而降低 (圖 1)。施用 72 小時後，兩種施用量處理的葉 綠素含量比對照分別降低了 41%及 43%， 但兩種施用量間並無明顯的差異。馬唐葉 片電解質滲漏隨處理時間的增加而上升， 施用量 0.5 kg/ha 處理 24 小時後，電導度比 對照增加 5 倍，72 小時後，增加 300 倍之 多 (圖 1)。 快克草處理後葉片葉綠素含量在 24 小 時即已降低，電解質滲漏則顯著增加，顯 示快克草施用後對馬唐葉部之毒害作用相 當迅速。Koo 等 (7) 指出，快克草會造成 水稗葉片電解質滲漏的增加，顯示細胞膜 的完整性遭破壞，使葉綠素含量下降，葉 片黃化，進而萎凋死亡。 除草劑快克草可用於水稻田防除大部 分雜草，以快克草篩選不同水稻品種，發 現大部分水稻品種都具有抵抗性，但仍有 一些品種受到快克草之藥害，抵抗性較 低，其中以台中 65 號及台南 5 號較為敏 感，受到的藥害較為嚴重 (圖 2)。 四、成果自評 本研究經過篩選後，發現大部分水稻 品種對於除草劑快克草都具有抵抗性，但 仍有一些品種較為敏感而受到藥害。後續 工作將對水稻感性及抗性品種進行雜交試 驗，以觀察其分離後裔對快克草的反應， 更進一部釐清快克草對於禾本科植物之生 理作用機制。 五、參考文獻
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Hours after treatment
Fig 1. Time course of the effects of quinclorac on the content of total chlorophyll and electrolyte leakage of crabgrass leaves. Control u; quinclorac 0.25 kg/ha, ¡; quinclorac 0.5 kg/ha, l.
Fig 2. Inhibition of rice shoot growth by quinclorac.
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 0 2 4 4 8 7 2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 24 48 72 Chl oroph y ll content (mg /g f re sh wt.) Elec tric c ondu ctivit y (µ S) 0 30 60 0 1 2 3 4 5 6 7 [Q uinclorac] (ppm ) S h o o t le n g th ( c m ) 鵝 卵 朮 台 中 65號 台 南 5號 烏 尖
