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相似文献
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1.
乙酰乳酸合成酶及其抑制剂研究新进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
王建国 《农药学学报》2014,16(4):367-374
乙酰乳酸合成酶(AHAS)是支链氨基酸生物合成途径中的一个关键酶,是绿色除草剂的重要作用靶标。由于此生物合成过程只存在于植物和微生物体内,因此该类抑制剂对哺乳动物具有生物安全性。近年来,随着AHAS三维结构的阐明,人们不仅深入了解了已有抑制剂的作用机制,并且依此设计开发了一些新型的抑制剂, 拓展了其在抑菌活性方面的生物学功能。文章对近年来AHAS及其抑制剂的最新研究进展进行了综述,重点就AHAS的酶学特征、结构特征及结合方式,以AHAS为靶标的新颖除草活性化合物的设计开发以及AHAS抑制剂的抗菌生物活性研究进展等问题详细进行了总结,以期为设计开发靶向AHAS的新型除草剂或抗菌药物提供参考。  相似文献   

2.
用乙酰乳酸合成酶(ALS)活性测定方法研究了双草醚、KIH-15127、苄嘧磺隆3种ALS抑制剂对水稻、稗草和油菜ALS活性的抑制差异性。体外测定结果表明,不同植物ALS对双草醚和KIH-15127的敏感性差异较大,粳稻、稗草和油菜ALS的敏感性强于籼稻,而这些植物ALS对苄嘧磺隆的敏感性差异很小。体内结果显示,双草醚和KIH-15127对稗草和油菜ALS的抑制作用较强,对粳稻ALS的抑制作用可以恢复;苄嘧磺隆对油菜ALS的抑制作用也较强,但对稗草、水稻ALS基本无抑制作用;3种ALS抑制剂对籼稻ALS抑制作用均较弱。结果表明,不同植物对ALS抑制剂的敏感性存在差异。  相似文献   

3.
杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂抗药性的研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文针对杂草对乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂抗药性的产生历史与发展现状、抗药性机理以及抗性基因的利用进行了综述,并讨论了该类除草剂在我国应用过程中应该注意的问题以及今后的发展方向。  相似文献   

4.
除草剂与乙酰乳酸合成酶相互作用的分子机理研究进展   总被引:5,自引:0,他引:5  
综述了酵母乙酰乳酸合成酶(ScALS)与磺酰脲类除草剂氯嘧磺隆(chlorimuron-ethyl,CE)形成的复合物在0.28 nm分辨率下的晶体结构及拟南芥乙酰乳酸合成酶(AtALS)与磺酰脲类和咪唑啉酮类除草剂复合物的三维结构。除草剂的分子结构与酶、底物并不相似,但它们与酶形成的复合物可阻断底物进入酶活性位点通路而起抑制作用。连接磺酰脲的10个氨基酸残基同样连接咪唑喹啉酸,另有6个残基只与磺酰脲而不与咪唑喹啉酸相连,有2个残基只与咪唑喹啉酸而不与磺酰脲相连,即两种抑制剂占据了特别的重叠位点,但以不同方式连接。抗性杂草的产生是因为突变株ALS的残基位点变异,从而引起除草剂与ALS结合方式的变化。这些研究对进一步理解除草剂与靶分子的作用方式及除草剂的分子药物设计具有重要的指导作用。  相似文献   

5.
植物乙酰乳酸合成酶抑制剂作用方式及机理研究进展   总被引:2,自引:2,他引:0  
以拟南芥Arabidopsis thaliana等植物为主要对象,系统评述了乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂在作用靶标、选择性机制、毒性机理及化学杀雄作用等方面的研究进展。ALS是磺酰脲类、咪唑啉酮类等多种除草剂的共同作用靶标,最新研究又发现苯磺隆、酰嘧磺隆等多种ALS抑制剂可作为敏感植物的化学杀雄剂。目前该研究领域的薄弱环节是ALS抑制剂的毒性机理,先后提出了支链氨基酸饥饿、核酸合成受阻、ALS底物积累、养分转运障碍、无氧呼吸等假说,但均未能被证实。借助高通量的代谢组学、转录组学、蛋白质组学检测技术将能够更全面地揭示ALS抑制剂的生理生化效应,为研究其毒性机理提供新证据。  相似文献   

6.
近年来长江下游地区稻田耳叶水苋Ammannia arenaria H.B.K.危害十分严重。采用盆栽法首次测定了耳叶水苋对苄嘧磺隆等药剂的抗性水平,同时分析了其抗性和敏感种群间乙酰乳酸合成酶(ALS)基因的DNA序列及其RNA表达差异。结果表明:采自浙江嘉兴(JX110)、江苏苏州(JS039)、浙江宁波(NB0143-05)和安徽广德(AH014)的耳叶水苋生物型对苄嘧磺隆的抗性指数(RI)分别为67.90、17.59、44.63和8.37,对苄嘧磺隆表现出中高水平抗性的生物型对五氟磺草胺、双草醚及咪唑乙烟酸也产生了低水平的抗性。获得了耳叶水苋ALS基因全长核苷酸序列2235 bp,编码667个氨基酸,仅发现NB0143-05等3种抗性生物型ALS酶的氨基酸序列非保守区第93位的亮氨酸被脯氨酸取代。然而,NB0143-05的ALS酶对ALS抑制剂的敏感性大幅度降低(RI 37.04),且在苄嘧磺隆处理后4 d的ALS基因表达量是敏感生物型(HZ001)的1.86倍。这表明,ALS酶对药剂的敏感性降低以及被苄嘧磺隆诱导后ALS基因表达量显著增加,很可能是耳叶水苋生物型NB0143-05对ALS抑制剂产生抗性的原因。  相似文献   

7.
乙酰乳酸合成酶抑制剂的种类及其耐药性研究进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂在全世界已被迅速广泛认可和普遍使用。然而,由于ALS抑制剂的作用靶标单一,连续使用易诱发杂草产生抗药性等问题,ALS抑制剂类除草剂面临的杂草抗药性问题已越来越突出,并呈现出进一步恶化的趋势。本文概括了目前ALS抑制剂类除草剂的主要品种以及杂草对该类除草剂抗药性产生的主要机理,并针对因ALS基因突变导致的抗药性问题做了详细的阐述,为抗性基因应用的前景作了进一步展望。  相似文献   

8.
为明确荠菜种群对苯磺隆的抗性水平及其靶标抗性产生的分子机制,采用整株水平测定法测定了荠菜对苯磺隆及其他5种乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂的抗性水平,同时扩增和比对了荠菜抗性和敏感种群之间ALS基因的差异。结果显示:与敏感种群15-ZMD-1相比,抗性种群15-ZMD-5对苯磺隆产生了高水平抗性,抗性倍数为219.6;15-ZMD-5种群不同单株中共存在3种突变方式,分别为ALS基因197位点脯氨酸(CCT)突变为亮氨酸(CTT)、574位点色氨酸(TGG)突变为亮氨酸(TTG)以及单株同时发生上述197和574位点的氨基酸突变。15-ZMD-5抗苯磺隆种群对嘧草硫醚、啶磺草胺和氟唑磺隆均产生了高水平的交互抗性,抗性倍数分别为41.2、79.3和87.8;对双氟磺草胺和咪唑乙烟酸产生了低水平的交互抗性,抗性倍数分别为8.5和5.6。分析表明,荠菜抗性种群ALS基因发生的氨基酸突变可能是导致其对ALS抑制剂类除草剂产生抗性的重要原因之一。  相似文献   

9.
杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂抗药性研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂已经成为一类广泛使用的除草剂。综述了杂草对ALS抑制剂类除草剂抗药性的产生与发展、抗性机理、抗性基因应用等方面的研究进展。其抗性产生机理主要有杂草对除草剂代谢能力增强、ALS基因突变导致对除草剂敏感性降低和ALS含量提高等。  相似文献   

10.
为评估中国农业大学培育的非转基因抗除草剂玉米品系958R和335R在大田条件下对乙酰乳酸合成酶(acetolactate synthase,ALS)抑制剂类除草剂的抗性表现,利用甲咪唑烟酸、砜嘧磺隆、唑嘧磺草胺3种除草剂对郑单958、958R、先玉335、335R共4种玉米杂交种进行了播后苗前土壤处理,每种除草剂设3个处理剂量(1、3、9倍推荐剂量),并于施药2周和4周后进行株高测定,于收获晾干后测产。结果表明,在甲咪唑烟酸216、648 g(a.i.)/hm2处理下,郑单958和先玉335均已绝产,而958R和335R产量均未受影响;在砜嘧磺隆或唑嘧磺草胺高剂量处理下,常规玉米品种郑单958和先玉335株高的最高降幅分别为25.7%和35.2%,田间药害反应显著,而958R和335R则抗性反应显著。研究表明,非转基因抗除草剂玉米杂交种具有良好的田间抗性,不仅能有效解决玉米田砜嘧磺隆和唑嘧磺草胺等ALS除草剂的药害问题,还能够通过引入甲咪唑烟酸等新的ALS除草剂更好地防除玉米田的杂草。  相似文献   

11.
12.
乙酰乳酸合成酶(ALS)催化支链氨基酸生物合成中的第一步是包括磺酰脲类、咪唑啉酮类等多种除草剂的作用靶标。本文从基因学、分子生物学和晶体学的角度对ALS与ALS抑制剂的作用进行了综述,同时也阐述了ALS分子抗性机制。  相似文献   

13.
Weeds resistant (R) to herbicides are widespread worldwide. Bidens subalternans is one of the most troublesome weeds in conventional soyabean fields in Brazil, and in a crop rotation system of cotton/soyabean and maize/soyabean some populations had evolved resistance to acetolactate synthase (ALS)-inhibiting herbicides. Bidens subalternans plants suspected of resistance were observed in soyabean fields where the main ALS-inhibiting herbicide sprayed is chlorimuron-ethyl. To confirm and characterise the resistance of B. subalternans to ALS inhibitors, whole-plant bioassays were conducted in 2006 and 2008. ALS in vivo enzyme bioassays were also conducted in 2007. In both bioassays, the R biotype showed cross-resistance to four chemical families of ALS-inhibiting herbicides. According to whole-plant level tests the R biotype showed 498-, 797-, 726- and >877-fold resistance to chlorimuron-ethyl, imazethapyr, cloransulam-methyl and pyrithiobac-sodium herbicides respectively. The R biotype was also 17-, 166-, 436- and 516-fold R to chlorimuron-ethyl, imazethapyr, cloransulam-methyl and pyrithiobac-sodium herbicides, respectively, based on the enzyme assay. Therefore, the herbicide-R B. subalternans can no longer be controlled by any ALS-inhibitor herbicides. Integrated control methods involving alternative herbicide with different modes of action are needed, to avoid yield losses in conventional soyabean fields in Brazil that are infested by ALS-R B. subalternans populations.  相似文献   

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15.
Resistance to herbicides inhibiting acetolactate synthase (ALS) has been increasing at a faster rate than in any other herbicide group. The great majority of these cases are due to various single-nucleotide polymorphisms in the ALS gene endowing target site resistance. Many diagnostic techniques have been devised in order to confirm resistance and help producers to adopt the best management strategies. Recent advances in DNA technologies coupled with the knowledge of sequence information have allowed the development of accurate and rapid diagnostic tests. While whole plant-based diagnostic techniques such as seedling bioassays or enzyme-based in vitro bioassays provide accurate results, they tend to be labour- and/or space-intensive and will only respond to the particular herbicides tested, making resolution of cross-resistance patterns more difficult. Successful DNA-based diagnosis of ALS inhibitor resistance has been achieved with three main techniques, (1) restriction fragment length polymorphism, (2) polymerase chain reaction amplification of specific alleles and (3) denaturing high-performance liquid chromatography. All DNA-based techniques are relatively rapid and provide clear identification of the mutations causing resistance. Resistance based on non-target mechanisms is not identified by these DNA-based methods; however, given the prevalence of target site-based ALS inhibitor resistance, this is a minor inconvenience.  相似文献   

16.
海藻糖是自然界中广泛存在的非还原性二糖,具有重要的生物学功能.除了可作为储能物质参与机体能量代谢外,更重要的是还可作为结构物质参与真菌细胞壁和昆虫体壁的形成,决定病原菌的致病性或调控昆虫的生长发育.海藻糖合成酶主要负责催化海藻糖的生物合成,包括海藻糖-6-磷酸合成酶和海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶两个功能域.近年来,越来越多...  相似文献   

17.
18.
BACKGROUND: The herbicide glyphosate inhibits the biosynthesis of aromatic amino acids by blocking the shikimate pathway. Imazethapyr and chlorsulfuron are two herbicides that act by inhibiting branched‐chain amino acid biosynthesis. These herbicides stimulate secondary metabolism derived from the aromatic amino acids. The aim of this study was to test if they cause any cross‐effect in the amino acid content and if they have similar effects on the shikimate pathway. RESULTS: The herbicides inhibiting two different amino acid biosynthesis pathways showed a common pattern in general content of free amino acids. There was a general increase in total free amino acid content, with a transient decrease in the proportion of amino acids whose pathways were specifically inhibited. Afterwards, an increase in these inhibited amino acids was detected; this was probably related to proteolysis. All herbicides caused quinate accumulation. Exogenous application of quinate arrested growth, decreased net photosynthesis and stomatal conductance and was ultimately lethal, similarly to glyphosate and imazethapyr. CONCLUSIONS: Quinate accumulation was a common effect of the two different classes of herbicide. Moreover, exogenous quinate application had phytotoxic effects, showing that this plant metabolite can trigger the toxic effects of the herbicides. This ability to mimic the herbicide effects suggests a possible link between the mode of action of these herbicides and the potential role of quinate as a natural herbicide. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry  相似文献   

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