杂草对光系统Ⅱ抑制剂的抗药性研究进展

随着除草剂使用量和使用频率的不断增加,杂草抗药性问题也逐渐成为杂草防除及治理的难点和热点。目前杂草对PS(Photosystem)Ⅱ抑制剂类除草剂产生抗药性主要分为靶标抗性和非靶标抗性。本研究综述了近年来杂草对PSⅡ抑制剂类除草剂抗药性的产生、发展现状及杂草抗PSⅡ抑制剂类除草剂的机理。针对这些问题,提出除草剂使用过程中需要注意的事项,为延缓杂草对该类除草剂产生抗药性提供一定参考。     

耐三唑并嘧啶类除草剂花生种质创制与鉴定

目前耐除草剂花生的种质资源匮乏,这制约了花生栽培模式的多元化发展。为创制耐不同除草剂的花生种质资源,我们利用甲基磺酸乙酯诱变技术创建了一个由55,000多个花生株系组成的诱变群体,随后选择多种不同除草剂对该群体进行筛选,获得多个对不同除草剂具有耐性的花生突变体。其中一个突变体在田间叶面喷施处理和多种实验室条件下的除草剂耐受性评估试验中均表现出对唑嘧磺草胺和双氟磺草胺极强的耐性,但这种耐性性状并未对花生的产量与品质产生不良影响。为明确这种性状是否与除草剂靶标抗性相关联,我们比较分析了该突变体与野生型中这2种除草剂靶标酶(乙酰羟酸合酶,AHAS)的基因序列及其表达量的差异。分子克隆与序列分析显示,花生A10与B10染色体上各含一个与拟南芥AtAHAS序列高度相似的基因,分别命名为AhAHAS1a与AhAHAS1b。花生A08与B08染色体上亦各含一个AHAS基因,分别命名为AhAHAS2a与AhAHAS2b。然而,与野生型相比,突变体中的这些基因并未发生能够致使氨基酸序列发生改变的核苷酸替换。进而发现, AhAHAS基因的表达量在突变体与野生型中没有显著差异。这些结果表明,该花生突变体的除...     

HPPD抑制剂类除草剂快速增长的独到之处及其重点品种、研发品种详述

<正>对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)是目前最重要的除草剂作用靶标之一。在全球20余类除草剂中,HPPD抑制剂类除草剂近年来增长较快,备受行业瞩目。其活性高、杀草谱广、化学结构多样、新产品持续上市、对作物安全性好、抗性风险低等,成为该类产品实现领先增长的基石。尤其是在除草剂行业对全新作用机理的化合物"望眼欲穿"的迫切形势下,"抗性风险低"成为市场的一大亮点。     

HPPD抑制剂类除草剂在水稻上的开发与应用

<正>在稻田杂草抗药性越来越强的情况下,除了改进栽培管理方式和耕作制度等进行应对之外,最主要解决方法仍在于开发、筛选能够有效应对抗性杂草的不同作用机理除草剂,以解决对磺酰脲类和激素类除草剂已产生抗性的杂草。HPPD抑制剂类除草剂成为解决抗性杂草最有潜力的品种……     

油菜乙酰乳酸合酶突变体S638N的酶学特性及其对ALS类除草剂的抗性

在对油菜抗咪唑啉酮类除草剂基因Bn ALS1R克隆与功能验证基础上,为比较抗性基因编码的乙酰乳酸合酶突变体S638N酶学特性及其对ALS类除草剂抗性与野生型的差异,构建基因原核表达载体,在大肠杆菌中表达S638N和野生型的重组融合蛋白。SDS-PAGE和Western blot分析表明,S638N和野生型均能表达出约74 k D的特异性重组蛋白。纯化目的蛋白,在不同温度和pH条件下,测定S638N和野生型的酶活性。结果显示,温度和pH对突变酶活性的影响与野生型相同,表现为先升后降,在37℃、pH 7.0条件下催化活性均最高。同时,该突变酶的酶学动力学参数Km和Vmax与野生型没有显著差异,其对3个辅助因子的响应曲线也与野生型类似,缺少其中任何一个辅助因子均使突变酶S638N基本都没有活性。然而,突变酶S638N对IMI类除草剂抗性显著高于野生型,而对Su类除草剂敏感性和野生型相同。因此,突变酶S638N具有对IMI类除草剂的专一抗性,但未改变酶学反应特征。     

除草剂抗性农作物育种研究进展

概述了我国农作物田间杂草的主要类型、除草剂主要类型及其作用机制以及农作物除草剂抗性主要机制,综述了作物除草剂抗性育种的研究进展,比较了传统育种和转基因育种方式培育除草剂抗性作物的优缺点,总结了转基因育种存在的安全性问题。同时介绍了转基因培育除草剂抗性作物中常用的抗性基因以及基因转入受体的方式,展望了CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPRassociated protein 9)等基因编辑技术在农作物除草剂抗性育种研究中的应用与发展前景。     

未来水稻田除草剂登记的热点产品系列之双唑草腈

<正>双唑草腈为原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂,是一种触杀型除草剂,通过植物神经中元卟啉原氧化酶积聚而发挥药效,作用迅速,2009年在日本作为水稻田除草剂上市。以双唑草腈为代表的PPO抑制剂类除草剂将成为解决对磺酰脲类产生抗性的杂草非常有潜力的品种,也将成为一个用于水稻田的销售额上亿美元的大型除草剂品种……     

我国科学家利用基因编辑技术培育出自带抗除草剂基因水稻

正近日,中国农业科学院植物保护研究所周焕斌团队提出并应用单碱基编辑技术介导的植物内源基因定向进化技术,开发出具有除草剂抗性的水稻新种质,助力农作物精准分子育种。该团队在前期开发一系列单碱基编辑器基础之上,提出了单碱基编辑技术介导的水稻内源靶标基因的定向进化技术理念,在水稻细胞内人工模拟自然界基因的长期进化过程,短时间内创制成千上万个靶基因的新等位基因材料,用于育种筛选。这项研究针对水稻除草剂基因进行引导,通过除草剂抗性筛选,成功鉴定出4个自然界中未曾被发现的、对除草剂具有不同抗性程度的新等位基因。并通过单碱基编辑技术引入到水稻生产品种南粳46中,将其升级为通过苗期一、两次施药,生育期田     

未来水稻田除草剂登记的热点产品之双环磺草酮

<正>双环磺草酮是新颖的双环辛烷类的白化型水稻田用芽后除草剂,主要通过杂草的根和茎基部吸收,再传输至整株植物。其属于HPPD抑制剂,可以解决对磺酰脲类产生抗性的杂草,它的引进对解决难防杂草和对磺酰脲产生抗性杂草问题将起到积极的作用,将是水稻田除草剂的又一明日之星……     

未来水稻田除草剂登记的热点产品之呋喃磺草酮

<正>呋喃磺草酮又称特糠酯酮,是拜耳、北兴化学和农业合作社协会全国联合会共同开发的苯甲酰基环己二酮类除草剂。呋喃磺草酮属于HPPD抑制剂,对磺酰脲类产生抗性的杂草效果显著,同时对杂草的地下球茎具有强烈的抑制作用,有望成为磺酰脲类一次性水稻田除草剂的替代产品,它的开发对解决难防杂草和磺酰脲抗性杂草问题将起到积极的作用……     

乙酰乳酸合成酶及ALS基因研究概述

乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂以其独有的优点,20世纪90年代以来一直占领世界除草剂市场。抗草甘膦转基因作物的问世,草甘膦的销售量大幅增加,乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂销量不断减少。然而,大量抗草甘膦杂草的产生,使得人们期望培育出抗不同类型除草剂转基因作物,抗ALS抑制剂类除草剂成为人们的首选。笔者概述了乙酰乳酸合成酶的结构、功能、除草剂作用机理、抗ALS基因的研究现状。期望对抗ALS抑制剂基因的筛选,利用提供参考。     

覆盖作物及其作用的研究进展

在农作物种植系统中,田间杂草、土壤因素对作物的生长发育、产量和品质的影响一直都是农业领域关注的热点。大量使用化肥和除草剂可以达到作物增产、除草的目的,但其对土壤和环境造成的负面影响,严重制约了农业生产的可持续发展。种植覆盖作物是一种实现农业可持续发展的新策略,可以达到控制杂草、减少氮肥施用、改善土壤质量等目的。本文主要从覆盖作物的起源与发展过程、主要种类和作用及其种植制度等方面,总结了目前覆盖作物的研究进展及其在作物种植中的应用,以期为覆盖作物在我国农业生产中的研究与应用提供理论基础。     

中国除草剂产业现状、面临的问题及发展趋势

从中国除草剂发展的现状出发，进行除草剂市场的分析和预测，在综合分析除草剂产业存在问题基础上，研究了除草剂发展的趋势和相应的对策。中国除草剂产业未来发展趋势：以非专利品种为主导，以“灭生性除草剂＋抗除草剂转基因作物”为主要模式，适当引进国外先进的除草剂，除草剂品种开发以粮食作物为主，以经济作物为辅，兼顾发展除草剂混剂和增效剂，杂草治理向综合防治方向发展。     

抗除草剂转基因水稻的研究进展及其安全性问题

近年来，抗除草剂转基因作物的研究取得了一些进展。本文简述了抗除草剂转基因作物的发展历史以及除草剂的作用机理，分别介绍了抗EPSPS抑制剂基因、抗ALS抑制剂基因、乙酰CoA转移酶基因、阿特拉津氯水解酶基因、细胞色素P450基因和原卟啉原氧化酶基因这6类抗除草剂基因的来源，抗性机理以及目前它们在转基因水稻上的应用。最后，对转基因水稻的食用安全性，转基因释放、飘移对生态的影响进行了探讨，并对转基因水稻的未来发展进行了展望。     

Incremental crop tolerance to weeds: A measure for selecting competitive ability in Australian wheats

Total reliance on herbicides for weed control is unsustainable with the spread of herbicide resistance and the environmental need to reduce pesticide use. Strongly competitive wheat crops that have high tolerance to weed pressure and therefore maintain high yields in the presence of weeds are a low-cost option for reducing dependence on herbicides. We examined the feasibility of selecting for wheat tolerance to weeds by crossing varieties differing for traits associated with competitiveness. Competitive ability and yield potential must be treated as separate traits for selection. Current measures of crop tolerance to weed competition do not separate the two traits so that selection based on these measures is often synonymous with selection for yield potential rather than pure tolerance. We propose a new measure, termed Incremental Crop Tolerance (ICT) that reflects the incremental yield difference between genotypes associated with tolerance, over and above differences in underlying yield potential.     

Sunflower allelopathy for weed control in agriculture systems

Recent developments in weed science and allied aspects have involved several interdisciplinary approaches. In this context, indiscriminate use of herbicides for weed control has become a questionable subject, which besides controlling the weeds, the chemical herbicides are harmful in many ways to soil, crops, other plants and the environment as a whole. Taking into consideration ecologically sound weed management, in modern days the reliance on chemical herbicides has decreased and a shift towards naturally occurring biological herbicides has received great attention throughout the world. Sunflower is an annual dicotyledonous plant, herbaceous, erect, and a native of North America. It is thermo and photo-insensitive, hence it can be grown year round in sub-tropical and tropical countries. Only two spp. Helianthus annuus L. and Helianthus tuberosum are cultivated for food, the remaining spp., are ornamentals weeds and wild plants. However, H. annuus is allelopathic and inhibits the growth and development of other plants thus reducing their productivity. Sunflower is a major oil-yielding crop in India and its cultivation in northwest India started 25 to 30 years ago in areas located in the plains. In this region, rice-wheat rotation became very popular owing to its high yields; however, these crops are highly infested by weeds, thus farmers use herbicides for their control. Hence, this rotation consumes a maximum quantity of herbicides in this region, which has resulted in several problems viz., environmental pollution, human health hazards, and development of herbicide resistance in weeds. Thus, serious ecological questions about the reliance on herbicides for weed control in this rotation have been raised. One of the alternatives to overcome these problems is with the use of allelopathic strategies, including the use of weed-smothering crops for weed management and for the sustainability of agriculture. The field, pot culture, and laboratory studies have shown that inclusion of sunflower crops in rotation and intercropping considerably reduced the weed population in the current and succeeding crops. Rhizosphere soil of sunflower drastically smothered the weed germination, population, and biomass. The residual suppression effect of sunflower also persisted in the next crop up to 75 days. Thus, it is conceptualized that the inclusion of such oilseed crops before the rice crop in the rice-wheat rotation may provide satisfactory weed control in the succeeding rice crops and may minimize the use of herbicides. Likewise, the replacement of sorghum by summer sunflower oilseed crops may also help in the control of summer as well as winter weeds. More studies in this direction may provide avenues for satisfactory weed management in agro-ecosystems and may help to minimize the use of herbicides and thereby pave the way to develop sustainable agricultural practices for biodiversity conservation and enhancing biological integrity.     

中国抗除草剂油菜育种利用研究进展

油菜是中国重要的食用油料作物之一,在中国种植面积非常广泛,但油菜田的草害严重影响油菜的产量和品质。随着除草剂种类的增多和除草剂使用面积和剂量的不断加大,抗除草剂的杂草不断产生,并且生态安全问题面临巨大隐患。因此,加快抗除草剂油菜种质资源的创新与利用具有重要的意义。本研究从除草剂的类型及其作用机理、中国抗除草剂油菜育种进展等方面进行了综述,指出了中国抗除草剂油菜育种推广中存在的问题并对未来发展情况进行了展望。     

GAFP基因导入对彩色棉抗病性和农艺及经济性状的影响

通过对转GAFP基因品系ZB-1-31、ZB-1-49、LB-7-8与原受体品种新彩棉1号、绿9903进行了抗枯、黄萎病性的对比和农艺、经济性状方面的对比研究,结果表明,3个转GAFP基因品系对枯、黄萎病的抗性显著高于受体品种,生育期有所提前,产量均明显高于受体品种,纤维品质也有不同程度的提高。     

作物抗倒伏的评价方法研究进展

倒伏是由内外因素引发的植株茎秆从自然直立状态到永久错位的现象,人们在倒伏对产量和品质的影响研究方面做了大量工作,并创立了许多评价方法。笔者从作物茎秆的化学成分与形态结构、力学原理和QTL定位等方面对抗倒伏的评价方法进行了总结：纤维素和木质素的含量多少与倒伏有紧密的联系;同时,作物的株高、茎节的长度、单茎的鲜重以及维管束的面积、密度、视野中的数量等许多形态显微结构与倒伏亦有关系;许多专家利用力学原理对多种作物的抗倒能力进行了实验,最后,对研究作物倒伏评价方法的研究方向进行了探讨。     

农作物抗倒性研究进展

由于品种选用不当、过量施肥、种植密度增大和外界自然环境等因素的影响,倒伏已经成为农作物生产中面临的最为严峻的问题之一。对水稻、玉米、小麦、大麦、油菜等主要农作物中已有的抗倒性评价方法进行了介绍和比较,分析了影响作物倒伏的主要内在和外在因素,并综述了当前在抗倒性相关性状遗传规律、QTL定位、基因克隆与功能分析等方面取得的研究进展,指出了抗倒性研究存在的问题,并对今后的研究方向进行了探讨。