除草剂及抗除草剂作物的应用现状与展望

除草剂、抗除草剂作物的应用大大提高了农田除草效率,具有巨大的经济效益.介绍除草剂的种类、作用特点及应用现状,阐述现有抗除草剂作物的类型、研究进展及应用概况,分析除草剂及抗除草剂作物种植所产生的直接和间接影响,探讨未来抗除草剂作物的发展趋势与应用展望.     

作物抗逆性基因工程

自1986东京国际生物工程博览会以来,作物抗性品种越来越受到极大关注。作物抗性基因工程的研究十分迅速,已在作物抗虫害、抗病害和抗除草剂等方面取得了不少转基因植株,有的建成了品系。本文着重介绍作物抗虫害、抗病毒害、抗除草剂等抗性基因工程的新进展和应用。     

除草剂抗性基因的研究进展

概述了除草剂抗性基因的种类,主要来源以及抗除草剂基因的应用。并对新的抗除草剂基因的发掘、既有的抗除草剂基因的改良、除草剂抗性机理研究以及新的抗除草剂作物的培育等方面的进一步研究进行了探讨。     

作物对除草剂耐性的遗传工程

为了能实际应用,除草剂必须能识别作物植物和杂草.这可能是个难题;尽管人们将除草设计成只作用于植物的一些独特过程(例如光合作用),可这些过程对于作物和杂草却是共同的.所以,目前除草剂的选择力是依靠杂草和作物对药剂的吸收量不同,或选定施用的时间和地点,或者是作物植物本身对除草剂的解毒作用.公众对环境的关心使得对除草剂的要求更高了:要能很快地被生物降解,要高效,同时对动物无害.过去十年,关于除草剂的商业策略和研究目标就反映了形势的这种变化:即通过改换使用更有效的、在环境保护上更容易被接受和成本低的产品,来减少除草剂的总用量.一些作物植物对除草剂的选择性耐性的发生为达到上述目标提供了新途径.     

转基因耐除草剂作物的环境风险及管理

自1996年第1例转基因作物在美国商业化种植, 其在全球的种植面积一直处于持续、快速增长的趋势。2010年, 全球转基因作物种植总面积达1.48×10⁸ hm², 所种植的转基因作物主要是耐除草剂和抗虫作物, 其中耐除草剂作物占种植总面积的81%。耐除草剂作物的种植为杂草的高效控制提供了新的手段, 但其可能带来的生态环境风险也引起了全世界各国的广泛关注和争议。该文在总结归纳前人研究的基础上, 针对耐除草剂作物的基因漂移、杂草化及对生物多样性的影响等当前人们普遍关注的环境风险问题, 系统讨论了相关的风险评价程序和方法, 概括和分析了当前耐除草剂作物的环境风险研究进展和管理措施, 以期为我国转基因耐除草剂作物的开发、风险评价及管理提供依据。     

农作物抗除草剂基因工程

概述抗除草剂作物基因工程抗性基因的来源,产生抗性的机理,抗除草剂外源基因的导入方法,并对目前普遍关注的抗除草剂作物的安全性问题进行了讨论,提出了抗除草剂作物研究及开发中应注意的问题。     

CRISPR/Cas技术在抗除草剂作物育种中的研究与应用进展

CRISPR/Cas系统是一种简单、低成本、高效、精准的基因编辑技术,该技术能够进行基因的定向改造,加速新品种培育进程,在种质资源创制中的应用潜力较高。概述了CRISPR/Cas系统的技术原理及其在作物抗除草剂育种中的应用,简要指出了目前CRISPR/Cas技术在抗除草剂种质创制及应用过程中存在的问题及发展方向,以期为今后利用CRISPR/Cas技术创制抗除草剂新种质提供理论依据。     

化学除草剂对农田生物群落的影响

从直接作用和间接作用两个方面,在个体、种群和群落3个水平上综述了化学除草剂对农田植物、动物和微生物群落的影响,并提出了今后需要加强研究的几个问题(1)残留在作物和杂草植株内的除草剂及其代谢产物通过食物链和生物富集作用对农田动物群落各级消费者造成的影响;(2)非作物生境使用化学除草剂对毗邻作物生境天敌群落的影响,以及作物生境使用除草剂对邻近非作物生境天敌群落的影响;(3)由除草剂长期使用引起的杂草群落演替、多样性下降、地表覆盖物和地下生物量减少对土壤动物和微生物群落的物种组成、分布、丰富度及其生态功能的影响;(4)化学除草剂与杀虫剂和化肥等其他农用化学品对农田生物群落的联合作用。     

磺酰脲类除草剂残留的微生物降解研究进展

磺酰脲类除草剂是一类高效、低毒和高选择性的除草剂, 此类除草剂能有效地防除阔叶杂草, 其中有些品种对禾本科杂草也有抑制作用。由于该类除草剂易残留药害及容易对地表水造成污染, 因而其在环境中的持久性和环境安全性备受人们关注。本文综述了磺酰脲类除草剂的应用概况及其作用机理、降解磺酰脲类除草剂的常见微生物种类及影响微生物降解效率的因素, 最后展望了微生物修复技术与抗除草剂的转基因作物是解决除草剂残留药害的最佳途径。     

植物对药剂的吸收与除草剂使用

目前,在我国除草剂试验与应用中,有时出现了效果不良现象,同一品种在不同地区及同一地区的不同年份防治效果各异,即是同一地区,同样气候与土壤条件下,也存在着差异。从1978年以来,黑龙江省国营农场试验和鉴定的除草剂新品种多达30个左右,涉及大豆、玉米、小麦、甜菜、水稻等多种作物,有的品种至今尚难定论,从而也就难以给国内除草剂工业发展提供依据。     

重组农作物的PA活动开始

植物生物技术情报中心于95年10月2日开始活动。它是日本使公众接受重组农作物和食品的第一家情报中心。 1996年在北美实用化重组除草剂耐性大豆和重组除草剂耐性油菜。日本的自给率分别为2％、0.1％。在北美的商品化也意味着日本将要引进这些作物。最大的粮食进口国日本由于市民不能充分理解而拒绝进口重组作物,因此挫伤了在北美普及重组作物的积极性。日本消费者掌握着重组作物商品化成否的关键。     

含有化学除草剂的生物除草剂

美国国际作物遗传学公司推出一种与化学除草剂合用的生物结合物,该产品能减少合成化学药物的用量。公司最近就此项技术申请了专利。方法主要是将少量化学除草剂与某细菌(如假单胞菌)等混合使用。化学除草剂使植物变弱,细菌继而将其杀死。截至目前为止,该公司已采用四大类化学物质作为除草剂,施用于玉米、大豆、棉花等作物。负责销售的公司副总裁宣称,化学除草剂已稀释75％,效果良好,今后可望达到90％稀释率。     

转基因作物中2种除草剂抗性基因aad1和dmo的PCR检测方法

【背景】抗除草剂转基因作物是全球种植面积最大的一类转基因植物,以除草剂抗性基因作为检测靶标的分子鉴定方法的研究与应用,对转基因生物安全的检测与监测有重要意义。【方法】根据除草剂抗性基因aad1和dmo的核苷酸序列设计PCR检测引物,并进行PCR反应体系优化、方法特异性、灵敏度、再现性等方面的测试,分别建立aad1基因和dmo基因的特异性PCR检测方法。【结果】建立的PCR检测方法在56~64℃的退火温度范围内均能获得一致性结果,具有良好的稳健性。该方法可将含有aad1基因和dmo基因的转基因作物与其他转基因作物区分开,其灵敏度可分别达到20个拷贝和40个拷贝。通过将aad1基因和dmo基因的检测引物放入同一管PCR反应体系中,还能在一次PCR中同时检测这2个靶标基因,双重PCR的检测灵敏度与单一PCR一致。【结论与意义】建立的分子方法可精准检测出含有aad1基因和dmo基因的转基因作物,具有特异性强、灵敏度高的特点,为抗除草剂转基因作物的筛选检测提供了可靠的技术支撑。     

除草剂抗性作物的大田试验

曾有人认为,用生物技术方法获得的除草剂抗性植物可能比遗传学上相似的除草剂感性品种产量更低.然而,比利时植物遗传系统公司的W.De Greef等人对具有glufosinate(phosphinothricin)除草剂广谱抗性的两个烟草和四个马铃薯系进行田间试验发现,它们与未转化的对照株相比,没有产量损失.尽管在烟草系中除草剂抗性基因的表达水平非常低.但当喷施除草剂剂量为通常田间剂量的四倍时也完全足以保护植物免遭其害.该除草剂抗性特征与植物品种无关,其它作物亦可应用遗传工程方法获得此特性.     

插入基因可使烟草抗除草剂

<正> 一些经遗传操作的作物植株的实际应用可能比估计的更快些。将抗草甘膦除草剂的编码基因插入到烟草植株细胞中,Calgene 公司的研究人员已使这些细胞再生成完整植株。该基因能够表达植株叶片中的蛋白质,对这些转化了的植株喷洒这种除草剂后表现出对草甘膦的     

除草剂作用机制的生物化学与生物技术的应用

除草剂在解决草害中起着突出作用,其年产量及销售值已跃居农药之首,使用面积与日俱增。随着大量除草剂的出现,新品种开发难度愈益增大,如50年代商品化一个品种的化合物筛选比例为1/2000,70年代1/7000,80年代为1/20000。目前,从活性化合物的发现到投放 市场,约需研究开发费一万美元,耗时年,因此,扩大现有除草剂的应用范围是一个重要问题,而选育抗药性作物品种则是重要的领域。     

我国新型高效除草剂品种研发述评

中国是农药生产和出口大国,农药研究目前正处于从仿制过渡到创制的阶段。近30年来,国内研发机构相继开发和上市了可用于旱田作物和水田作物的多个除草剂品种,如:单嘧磺隆,丙酯草醚和氯酰草膦。这些农药均已获得正式或临时登记且合成简便,具有高效低毒和低成本的特点。按照国内创制的除草剂的结构进行分类,重点评述了它们的理化特性、除草活性和应用技术,并对各品种的开发思路和市场前景进行了分析和总结。     

氰细菌里对除草剂产生耐受力的基因表明了一种有价值的用途

<正> 我们已经告诉了你,当基因工程人员发展商品化的抗除草剂作物时,化学农药生产业将会开发大的新市场。对除草剂的抗性同样也是十分重要的,当它在被除草剂过份处理过的杂草中自然地发展的话。所以,植物基因工程师们接受了3月3～8日在 Los Vegas 召开的美     

bar基因、PAT蛋白和草丁膦的特性与安全性

在转基因技术得到认同并且给全球带来了巨大的经济和社会价值的同时,也引起了人们对其安全性的关注.目前在转基因作物中抗除草剂作物种植面积最大.本文对除草剂草丁膦及其抗性基因之一--bar基因及其产物PAT蛋白的一些特性和安全性作了阐述.bar基因及筛选剂草丁膦在植物基因工程中发挥着重要作用.bar基因无多效性,与食物中的DNA一样安全.PAT蛋白对小鼠无直接毒性,与已知毒素和过敏原无同源性、无糖基化位点,其热稳定性和消化稳定性无食物过敏原和毒素的特性,对人体和动物安全无毒性.草丁膦是一种生物除草剂,在土壤中易被快速分解,作物收获时未检出残留,对哺乳动物无毒性作用.     

主要转基因作物研究现状及其商业化发展态势

转基因作物是全球农业生物技术领域的研究热点,特性以抗除草剂性能和抗虫性能为主。目前全球已有29个大规模商业种植转基因作物的国家和地区,品种主要有玉米、大豆、棉花和油菜。但是,转基因作物在食品安全、生态安全、增产效果等方面尚存在许多争议,阻碍了转基因作物的大规模推广。本文就转基因作物研究现状及其商业化发展情况进行重点分析。