靶标酶在除草剂研究与开发中的作用

大多数除草剂都是通过特殊酶的抑制而产生杀草作用的。根据作用靶标对除草剂进行分类,了解靶标酶的作用机理及特性,对于新型除草剂的设计和杂草抗性的防治能够起到很大的帮助。本文介绍了谷胱甘肽转移酶(GST)、细胞色素P450酶、乙酰乳酸合成酶(ALS)、乙酞辅酶A羧化酶(ACCace)的研究进展。并分别从酶的生理功能、酶学特征、抑制剂作用机理、抑制剂的研究、抗性等方面进行了不同程度的阐述。     

细胞色素P450s酶系催化除草剂代谢的研究进展

综述了细胞色素P450s酶系催化的单加氧反应机理,细胞色素P450s酶系在酰胺类、三氮苯类、磺酰脲类、脲类、苯氧羧酸类等除草剂的活性或降解代谢中的催化反应。讨论了研究细胞色素P450s酶系代谢作用在除草剂选择性、抗药性机理,抗除草剂作物的培育以及除草剂安全剂的解毒机理等方面的意义。     

除草剂安全剂的生理生化作用机制研究进展

除草剂安全剂是一种化学物质,它可以通过生理或生化的途径降低除草剂对作物的毒性,而不降低除草剂的功效.安全剂影响作物的吸收和传导,诱导作物体内P450酶活性、谷胱甘肽调控及其靶标酶ALS的活性.其生理和生化机制研究,不仅有助于安全剂的开发和优化,同时也是了解和运用除草剂活性和抗性机制的途径.该文综述了近年来国内外安全剂生理生化作用机制的研究进展,并探讨其研究方向.     

细胞色素P450介导的杂草抗药性研究进展

细胞色素P450(cytochrome P450)是一类重要的亚铁血红素-硫醇盐蛋白超家族, 属于单加氧酶, 广泛分布于生物界中。研究发现P450主要具有“生物合成”和“生物解毒”两大功能, 被誉为“万能的生物催化剂”。大多数除草剂在植物体内代谢的初始阶段即涉及植物细胞色素P450的作用。近些年, 由P450介导的抗药性杂草呈多发态势, 其复杂的抗性谱, 给杂草化学防除带来了新的挑战。本文对P450分类命名、P450与除草剂代谢的关系、P450抗性鉴定手段、P450介导抗性杂草发生情况、与除草剂代谢有关的植物细胞色素P450基因克隆等内容进行了综述, 旨在为该领域的相关研究提供参考。     

天然芸苔素内酯缓解胺苯磺隆对后茬水稻药害的作用机理初探

通过测定天然芸苔素内酯对水稻幼苗谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性以及在离体和活体条件下对水稻幼苗乙酰乳酸合成酶(ALS)活力的影响,研究天然芸苔素内酯减轻胺苯磺隆对水稻药害的作用机理。结果表明,其作用机理与水稻幼苗GSH含量、GST活性变化没有太大相关性,可能与其能间接激活水稻幼苗ALS活力有较大相关。     

麦田不同杂草对苯磺隆敏感性差异的分子机制

为了探讨麦田常见杂草对苯磺隆敏感性差异的分子机制,测定了苯磺隆对4种杂草活性及对杂草体内靶标酶(ALS)和代谢酶(GSTs)的影响差异。结果表明,泽漆对苯磺隆的敏感性最低,IC50为123.16gai/hm2;猪殃殃和荠菜次之,分别为8.47、1.07gai/hm2;播娘蒿最敏感,为0.29gai/hm2。离体条件下,苯磺隆对播娘蒿、泽漆ALS的IC50值分别为6.40、54.90mgai/L。活体条件下,苯磺隆处理后,播娘蒿体内ALS活力低于对照,第9天降为对照的31.20%,而敏感性低的泽漆处理后1～2天ALS活力虽略有下降,但第3天明显提高,第4天达到峰值,为对照的2.90倍,此后逐渐恢复至对照水平。4种杂草本身所含GSTs活性存在较大差异,泽漆GSTs活性最高。经苯磺隆处理后,泽漆与猪殃殃GSTs活性明显提高,第4天时达到峰值,相对活性分别为1.23和1.25,并持续在较高水平;而荠菜、播娘蒿GSTs活性虽分别在第3、5天达到峰值,但多数时间相对活性低于1。结果表明,麦田不同杂草体内ALS的敏感性差异和GSTs的代谢差异是对苯磺隆敏感性不同的两个重要原因。     

淡紫灰链霉菌株xjy活性产物的抑菌作用及对蔬菜病害的防治效果

拮抗性微生物是生物农药的重要来源之一,加强拮抗菌的应用基础研究对于发展生物农药具有促进作用.在植物病害生物防治中拮抗性微生物主要是链霉菌属及其相关类群[1].     

水稻不同品种或组合对甲磺隆耐药性差异的机制研究

以水稻乙酰乳酸合成酶(ALS)比活力为研究对象,通过在离体和活体条件下比较其对甲磺隆的敏感性水平,探讨了水稻不同品种或组合的耐药性差异机制。结果表明,离体条件下不同水稻品种或组合ALS对甲磺隆均较敏感,当甲磺隆浓度为100 μg/L时,对ALS比活力抑制率达60%以上,且活力百分比与甲磺隆浓度对数成直线负相关关系,相关程度显著或极显著;活体条件下ALS活力均受到甲磺隆不同程度的抑制,但同一品种ALS活力不随甲磺隆浓度的变化而呈现规律性变化。在甲磺隆浓度相同时,活体条件下所有供试水稻品种ALS活力均显著高于离体条件下的ALS活力,影响程度与植株耐药性差异基本一致,说明甲磺隆在水稻体内存在较强代谢失活作用,代谢失活差异是水稻不同品种或组合对甲磺隆的耐药性差异机制。     

昆虫细胞色素P450基因的表达与调控及P450介导抗性的分子机制

本文综述了在杀虫剂抗性中起重要作用的 P4 50酶系研究的最新进展。内容包括 :细胞色素 P4 50酶系基因及其基因的表达与调控 ,P4 50介导抗性的分子基础。细胞色素 P4 50表达表现出发育期、组织、品系特异性及可诱导性。 P4 50表达的调控机制复杂 ,可能受顺式调控元件 (如 CYP6 B1)或反式作用因子 (如CYP6 A1)或顺式、反式因子的共同调控 (如 CYP6 D1)。调控可能涉及转录增强的转录机制或 m RNA稳定性增加的转录后机制。 P4 50的超量表达是 P4 50酶系介导抗性的主要机制 ,P4 50的氨基酸替换也可能在杀虫剂抗性中起作用。     

细胞色素P450酶系与植物的化学防御

简述了植物细胞色素P450酶系(P450s)在植物防御性物质的合成以及对除草剂等外源化学物质的解毒方面的功能,提出了利用分子生物学等技术,分离人们需要的P450基因,并在转基因植物中得到表达,培育出具有抗病虫、除草剂等功能的转基因作物的展望。     

Cytochrome P450‐mediated herbicide metabolism in plants: current understanding and prospects

Cytochrome P450s (P450s) have been at the center of herbicide metabolism research as a result of their ability to endow selectivity in crops and resistance in weeds. In the last 20 years, ≈30 P450s from diverse plant species have been revealed to possess herbicide‐metabolizing function, some of which were demonstrated to play a key role in plant herbicide sensitivity. Recent research even demonstrated that some P450s from crops and weeds metabolize numerous herbicides from various chemical backbones, which highlights the importance of P450s in the current agricultural systems. However, due to the enormous number of plant P450s and the complexity of their function, expression and regulation, it remains a challenge to fully explore the potential of P450‐mediated herbicide metabolism in crop improvement and herbicide resistance mitigation. Differences in the substrate specificity of each herbicide‐metabolizing P450 are now evident. Comparisons of the substrate specificity and protein structures of P450s will be beneficial for the discovery of selective herbicides and may lead to the development of crops with higher herbicide tolerance by transgenics or genome‐editing technologies. Furthermore, the knowledge will help design sound management strategies for weed resistance including the prediction of cross‐resistance patterns. Overcoming the ambiguity of P450 function in plant xenobiotic pathways will unlock the full potential of this enzyme family in advancing global agriculture and food security. © 2020 Society of Chemical Industry     

Herbicide safeners: a review

Herbicide safeners selectively protect crop plants from herbicide damage without reducing activity in target weed species. This paper provides an outline of the discovery and uses of these compounds, before reviewing literature devoted to defining the biochemical and physiological mechanisms involved in safener activity. Emphasis is placed on the effects of safeners on herbicide metabolism and their interactions with enzyme systems, such as cytochrome P₄₅₀ mono-oxygenases and glutathione-S-transferases. Attention is drawn to the potential wide-ranging applications of safeners and, in particular, their use as powerful research tools with which to identify and manipulate those mechanisms which contribute to herbicide selectivity and resistance. © 1999 Society of Chemical Industry     

酰胺类除草剂及其安全剂研究进展

本文综述了酰胺类除草剂的概况、作用机理及其安全剂的研究进展,并展望了酰胺类除草剂及其安全剂的发展前景。     

抗阿维菌素小菜蛾的细胞色素P450酶系研究

通过对不同发育时期敏感和抗阿维菌素小菜蛾品系细胞色素P450含量的测定,以及使用不同模式底物对P450单加氧酶活性的比较研究发现:除成虫期外,不同发育时期抗性品系小菜蛾中P450和细胞色素b5的含量都高于敏感品系;抗性品系还原型辅酶Ⅱ(NADPH)-细胞色素P450还原酶活性是敏感品系的1.97倍;同时发现抗性品系中甲氧试卤灵-O-脱甲基酶(MROD)、乙氧试卤灵-O-脱乙基酶(EROD)、乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)以及对硝基苯甲醚-O-脱甲基酶(PNOD)的活性均明显高于敏感品系,分别为敏感品系的9.41、4.15、1.67和2.94倍。研究结果表明,细胞色素P450含量和单加氧酶活性的增高是小菜蛾对阿维菌素产生抗性的一个重要机制。     

细胞色素P450s的纯化与鉴定

综述了细胞色素 P450s纯化和鉴定技术的研究进展。纯化技术包括色谱、电泳和基因克隆技术 ;鉴定方法有光谱测定、酶活测定、电泳分析和蛋白质印迹测定。