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。     

微生物降解磺酰脲类除草剂的研究进展

磺酰脲类除草剂是一种高效、广谱、高选择性的除草剂,但其长期广泛使用对生态环境造成了严重破坏,因此对于如何科学合理使用磺酰脲类除草剂、有效防治作物药害和降低对人类的危害等问题成为近年来的研究热点。磺酰脲除草剂在土壤中以化学降解和生物降解方式为主,生物降解是自然界本身具有的一种降解污染物的方式,是一种可行性高、副作用小的方法。近年来,很多学者已经开始研究并利用真菌、细菌等微生物来降解磺酰脲类除草剂,取得了许多重要结果。本文总结了磺酰脲类除草剂的性质、结构以及降解机理、可降解该类除草剂的微生物种类和影响微生物降解效率的因素;最后指出了现阶段存在的问题并对磺酰脲类除草剂的未来发展趋势进行展望。     

EPA不同意在转基因棉上使用溴苯腈

EPA决定不批准在棉花上连续使用溴苯腈(残留量在允许范围内)的申请.政府机构特别强调不允许在棉产品上使用溴苯腈及其代谢物3,5-二溴-4-羟基苄腈(DBHA).以前对在棉花上使用溴苯腈的限时注册许可截止到1998年1月1日.在食品质量保护法(the Food Quality Protection Act)下评价耐受性,EPA要保证该除草剂的所有注册用途都必须不造成饮食性的有害风险.在对实验数据进行重新审核后,EPA认定由于溴苯腈对幼儿和儿童发育有危险,故不同意扩大使用.其他考虑还包括实验室研究表明溴苯腈可以导致实验动物癌症.     

13种茎叶处理除草剂对不同生育期白花鬼针草的生物活性

[目的] 白花鬼针草是一种恶性外来入侵杂草,近年来已侵入农田,对农业生产及生态系统带来严重危害。为筛选防治白花鬼针草的有效除草剂,分析评价了13种常见茎叶处理除草剂对幼苗期和成株期白花鬼针草的防治效果。[方法] 采用整株盆栽法,在白花鬼针草幼苗期（2~3对叶期）和成株期（6~7对叶期）分别进行茎叶喷雾处理,每种除草剂设置3个剂量。[结果] 供试的13种除草剂中,灭生性除草剂草甘膦、草铵膦和敌草快对幼苗期和成株期的白花鬼针草防效达到100%。选择性除草剂中,麦草畏和辛酰溴苯腈对幼苗期和成株期的白花鬼针草均有较好的防效,三氯吡氧乙酸、乙羧氟草醚和氯吡嘧磺隆在高剂量下对幼苗期的白花鬼针草有较好的防除效果,但对成株期的白花鬼针草防效较差,氯氟吡氧乙酸、乳氟禾草灵、灭草松、二氯吡啶酸、乙氧氟草醚对幼苗期和成株期白花鬼针草防效均较差。[结论] 白花鬼针草对多种化学除草剂具有较强的耐药性,生育期对除草剂防除白花鬼针草的效果有较大影响。灭生性除草剂草甘膦、草铵膦、敌草快及选择性除草剂辛酰溴苯腈和麦草畏适用于防除白花鬼针草。     

油菜的遗传转化及抗溴苯腈转基因油菜的获得

以油菜(Brassica napus L.)的下胚轴和子叶为转化受体,建立了油菜的高效转化系统。在此基础上,将抗除草剂溴苯腈基因(bxn基因)导入油菜,获得了抗溴苯腈转基因油菜。分子检测实验证明,转基因油菜中含有bxn基因。转基因油菜可抗高达10~(-3)mol/L的溴苯腈。     

苄嘧磺隆的室内生物活性测定

苄嘧磺隆是应用最为广泛的磺酰脲类除草剂品种之一,主要用于防除水稻田阔叶类杂草。本文采用盆栽法对苄嘧磺隆作研究测定,其结果苄嘧磺隆对供试植物稗草有一定抑制作用,对供试植物反枝苋具有良好的抑制活性。当前,农作物的杂草治理仍然以使用除草剂为主。21世纪对除草剂的要求是高活性、高选择性和环境友好,这就对除草剂的应用和发展提出了很高的要求。除草剂生物测定法作为开发新的除草剂、筛选除草剂新品种的重要手段已得到广泛的应用。     

磺酰脲除草剂在土壤中的环境行为研究进展

概述了磺酰脲除草剂在土壤中的吸附与解吸附,降解与残留、迁移以及抑制土壤酶活性等环境行为,探讨了土壤pH值、不同土壤类型、土壤水分含量及有机质等环境行为过程的影响,引用分布活性模型来解释除草剂的解吸滞后现象,并对磺酰脲除草剂在土壤中的生物降解和非生物降解机理进行了探讨,并从生态毒性,吸附作用力以及降解模型方面对今后的研究进行了展望。     

取代脲类除草剂的微生物降解

取代脲类除草剂主要用来防除一年生禾本科杂草和阔叶杂草,自20世纪中期推入市场以来,在世界范围内被广泛使用,已成为重要的除草剂之一。随着取代脲类除草剂的持续施用,其在环境中的残留严重超标,危害日益凸显。因此,取代脲类除草剂在环境中的吸附、迁移和降解等行为备受关注。研究表明细菌降解N,N-二甲基取代脲类除草剂主要是通过连续脱甲基作用后断脲桥降解,而降解N-甲氧基-N-甲基取代脲类除草剂是通过脲桥的直接断裂。真菌降解取代脲类除草剂的途径则较为复杂,尚需进一步阐明。本文综述了近年来分离筛选的取代脲类除草剂降解菌株及其降解途径的最新研究进展,为取代脲类除草剂污染环境的生物修复研究提供参考。     

抗甲磺隆假单胞菌的分离及其乙酰乳酸合酶的大小亚基ilvIH基因的克隆和表达

乙酰乳酸合酶(也称乙酰羟酸合酶acetohydroxyacid synthase,AHAS)是植物、真菌和细菌细胞内支链氨基酸Val、Leu、Ile生物合成过程中关键酶,是乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂如磺酰脲类、咪唑啉酮类、嘧啶水杨酸和磺酰氨类的作用靶标.[目的]获得抗甲磺隆的乙酰乳酸合酶基因,构建其表达载体,并分析基因中的位点突变与乙酰乳酸合酶对磺酰脲类除草剂抗性产生原因.[方法]从长期使用甲磺隆的土壤中分离到l株抗甲磺隆的菌株Lm10,利用PCR技术从Lm10总DNA中克隆到乙酰乳酸合酶的大小亚基基因ilvIH,对ilvIH氨基酸序列进行比对分析.分别将ilvI和ilvH分别连接到表达载体pET29a( )多克隆位点,转化大肠杆菌(Escherichia coli)获得转化子BL21(pET-I)和BL21(pET-H),并诱导表达.[结果]菌株Lm10鉴定为假单孢菌(Pseudomonas sp.),对甲磺隆的最高耐受浓度达到14000 μmol/L,且对各种乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂具有交叉抗性.Lm10与甲磺隆敏感菌株KT2440的小亚基氨基酸序列完全相同,而大亚基有6个氨基酸位点发生变异.转化子在IPTG诱导下,乙酰乳酸合酶的大小亚基的蛋白成功表达,粗酶液酶活试验结果表明Lm10的ilvI基因表达的乙酰乳酸合酶大亚基对甲磺隆有很强的抗性.[结论]发现菌株Lm10的乙酰乳酸合酶大亚基对甲磺隆有很强的抗性,抗甲磺隆菌株Lm10与敏感菌株KT2440的ilvI有6个氨基酸位点差异,这些位点突变可能是乙酰乳酸合酶对甲磺隆抗性产生的原因.     

乙草胺降解菌系的分离鉴定及其生长降解特性研究

乙草胺是一种主要用于防除禾本科杂草的酰胺类除草剂,苄嘧磺隆是一种用于防除阔叶杂草的磺酰脲类除草剂,乙·苄复配制剂由于扩大了除草谱而被广泛应用于稻田中,但大量使用也带来了环境隐患。本研究从长期施用乙·苄复配制剂的稻田土壤中筛选到1个可耐受600 mg/L苄嘧磺隆的乙草胺降解复合菌系,从中分离到4个细菌菌株66C-1、66C-2、66C-3、66C-4,利用形态、生理生化及分子生物学方法,分别鉴定为粘质沙雷式菌(Serratia marcescens)、Psedomona shunanensis、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)和硝化还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。这4个菌株等比例混合构成的降解菌系HXDW可以利用乙草胺为唯一碳源、但不能利用丁草胺、异丙甲草胺和吡氟酰草胺等其他酰胺类除草剂。降解菌系HXDW在乙草胺初始浓度为100 mg/L的无机盐培养基中,0.1%~2.0%Na Cl浓度范围内生长良好,最适培养温度为25℃。提取降解菌系不同部位粗酶液对50 mg/L乙草胺进行处理,胞外提取液的24 h乙草胺降解率为44.95%,表明降解菌系HXDW对乙草胺的降解作用主要存在于胞外。     

抗除草剂高羊茅基因转化体系的建立

杂草防除是草坪建植与养护管理中的一个关键环节,对于直播草坪或新建植草坪,杂草的危害非常严重。通过抗除草剂基因工程,创造抗除草剂草坪草的新品种,这是最根本、最经济的控制杂草的方法。高羊茅(Festuca arundinacea Schreb．)是一种优良的冷季型草坪草,在国内外得到了大面积的种植,但是杂草危害非常     

两种除草剂对几种杂草体内游离辅氨酸含量的影响

盆栽条件下,研究除草剂对杂草体内游离态脯氨酸的含量变化及与植物耐药性的关系。除草剂吡嘧磺隆(pyrazosulfuron-ethyl,10%)和嘧啶肟草醚(bispyribenzoxim,5%)由韩国LG化学研究所     

乙酰羟酸合成酶同工酶基因ilvBN、ilvGM和ilvIH的表达及对除草剂抗性的比较

乙酰羟酸合成酶(AHAS)是磺酰脲类和咪唑啉酮类等AHAS抑制剂类除草剂的作用靶标。获得抗此类除草剂的AHAS突变基因资源具有非常重要的理论和应用价值。本研究从抗甲磺隆菌株Klebsiella sp.HR11和甲磺隆敏感菌株Klebsiella pneumoniae MGH 78578中分别克隆到AHAS三种同工酶基因ilvBN、ilvGM和ilvIH。抗性菌株和敏感菌株AHAS三种同工酶基因在氨基酸水平上差异位点主要集中在ilvBN和ilvGM的大亚基上。将2株菌的ilvBN、ilvGM和ilvIH分别构建到表达载体pET29a(+)中,在Escherichia coli BL21(DE3)中进行表达,测得只有含菌株HR11 ilvBN和ilvGM的转化子细胞破碎液AHAS对各类AHAS抑制剂类除草剂具有较强的抗性,而含菌株HR11 ilvIH和菌株MGH78578 ilvBN、ilvGM和ilvIH的转化子细胞破碎液AHAS对各类AHAS抑制剂类除草剂敏感。     

除草剂的微生物降解研究进展

微生物降解是环境中农药消解的重要因素,分离筛选纯培养的农药降解微生物并阐述其降解机制为微生物修复环境的应用提供重要的菌株资源和理论依据。本文简述了广泛使用的8类除草剂(包括有机磷类、磺酰脲类、氯乙酰胺类、均三嗪类、芳氧基苯氧基丙酸酯类、苯氧乙酸类、二硝基苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂)的降解微生物资源及其降解途径和降解基因的研究进展,并分析了目前除草剂污染修复存在的问题及未来的发展方向。     

农作物抗除草剂遗传工程研究进展

控制杂草提高农作物产量是农业生产中共同面临的问题,发展抗除草剂农作物将是最经济最方便控制杂草的技术。由于对除草剂的作用模式和除草剂代谢途径的了解,弄清了除草剂的关键靶酶及其基因,因此分离除草剂靶酶基因,克隆能解毒除草剂的酶基因,通过转化技术可获得抗除草剂农作物,大量的抗除草剂转基因农作物大田试验表明,将最有希望在２０００年进入市场。     

农作物抗除草剂遗传工程研究进展

控制杂草提高农作物产量是农业生产中共同面临的问题,发展抗除草剂农作物将是最经济最方便控制杂草的技术。由于对除草剂的作用模式和除草剂代谢途径的了解,弄清了除草剂的关键靶酶及其基因,因此分离除草剂靶酶基因,克隆能解毒除草剂的酶基因,通过转化技术可获得抗除草剂农作物,大量的抗除草剂转基因农作物大田试验表明,将最有希望在２０００年进入市场。     

可育的抗除草剂溴苯腈转基因小麦

报道了采用微粒轰击（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ ｂｏｍ ｂａｒｄｍ ｅｎｔ） 幼胚将除草剂抗性基因导入小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）的转化研究。实验共使用了１３ 个小麦品种, 从开花后１４～１８ ｄ 的籽粒中剥取幼胚, 植物表达质粒含有ＣａＭＶ ３５Ｓ启动子控制的除草剂溴苯腈抗性基因ｂｘｎ 以及筛选标记基因ＮＴＰⅡ。采用高压放电基因枪,用质粒ＤＮＡ 包被的钨粒轰击预培养３ ｄ 的幼胚。在含有卡那霉素类似物ｇｅｎｅｔｉｃｉｎ Ｇ４１８ｓｕｌｐｈａｔｅ 的ＭＳ培养基上, 经过多步骤筛选和分化, 从８００ 多个幼胚中获得了１６ 株转化苗。除草剂抗性鉴定和Ｓｏｕｔｈｅｒｎ 杂交分析证明, 其中４ 株为转基因植物,具有溴苯腈抗性, 并且自交可育。转化工作从分离幼胚到转化苗鉴定完毕, 最短时间为６ 个月, 因此, 该方法是一项快速有效的基因导入技术     

不同除草剂的田间杂草防效及对糜子生长发育的影响

筛选糜子适宜除草剂来防范农田药害,是糜子高效安全生产和改善生态环境亟待解决的关键问题。本研究以粳性糜子品种‘榆糜2号'为材料,探究22种除草剂对糜子田间杂草的防除效果及对糜子生长发育的影响。结果表明: 1)喷施土壤封闭型除草剂谷友、丁草胺、莠去津、苄嘧·丙草胺和茎叶型除草剂苯唑·二甲钠、阔世玛、藤净、陶氏·优先、阔菲后,基本无药害作用,糜子幼苗生长正常,其余除草剂均对糜子有不同程度的药害影响;2)参试的22种除草剂在糜子田中对杂草均表现出一定的防除效果,总体而言,土壤封闭型除草剂的杂草防效相对优于茎叶型除草剂,但所有参试除草剂对糜子株高、功能叶片叶绿素含量、单株穗重均造成不同程度的影响;3)与人工除草相比,参试除草剂均导致糜子产量有不同程度的下降;但与不除草对照相比,部分除草剂有明显的增产增效作用。土壤封闭型除草剂中,谷友、丁草胺、莠去津、苄嘧·丙草胺的杂草防效较好,较不除草对照增产60%以上;茎叶型除草剂中,阔世玛、苯唑·二甲钠的杂草防效较好,较不除草对照增产50%以上。因此,在糜子出苗前可用38%莠去津或44%单嘧磺隆进行土壤封闭处理,或在出苗后喷施茎叶型除草剂3.6%二磺·甲碘隆或55%苯唑·二甲钠,农田杂草防效较好,且对糜子生长发育的负面影响较小。     

抗除草剂转基因植物的杂草化类型与机理探讨

抗除草剂转基因植物(herbicide—resistant genetically-modified plant(HRGMP))己在全世界广为种植。由于种内、种间抗性基因的转移、互渗和某些转基因植物类型自身具有较强的杂草性,转基因植物的田间试验和商业化种植都存在着产生新的杂草类型,甚至超级杂草的风险。即形成：(1)逸生型杂草,(2)衰退型杂草,(3)超级杂草,对生物多样性构成威胁。     

免疫调节剂4－乙酰胺基苯磺酰－4’－氟苯类似物的合成

本文探讨了以乙酰苯胺为原料,合成一种国内未见报道的新型小分子免疫调节剂４－乙酰胺基苯磺酰－４’－氟苯类似物４－乙酰胺基苯磺酰－４’－溴苯的方法,并对产物进行了有关的化学分析及红外光谱鉴定,符合结构特征。