Phosphinothricin
草铵膦的春天
1. 草铵膦简介：草铵膦（Phosphinothricin，PPT）是由原德国艾格福公司（后归属拜耳公司）在20世纪80年代开发的一种非选择性、广谱性除草剂（有机磷类）[1]。其主要成分为草铵膦，常与表面活性剂、吸附剂一齐配制Basta除草剂（10%草铵膦）使用。
2. 除草机制：草铵膦经植物茎叶被吸收到体内，通过与ATP相结合并占据谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）的反应位点，造成谷氨酰胺的合成受阻，继而使植物体内氮代谢发生紊乱。从而影响光合作用，叶绿素解体，最终造成植物死亡（图1）[2]。
图1 Basta除草剂（10%草铵膦）除草原理
3. Basta除草剂（10%草铵膦）优点：
①除草作用范围大：Basta除草剂（10%草铵膦）杀草谱广，几乎对绝大多数农田一年生乃至多年生的杂草有较好的防除效果。可用于防治一年生和多年生双子叶及禾本科杂草，也可防除阔叶杂草，对莎草和蕨类植物也有一定效果。
②除草速度快：Basta除草剂（10%草铵膦）杀草速度快，在喷洒至植物体后，因其表面活性剂和吸附剂，可使草铵膦迅速通过茎叶进入体内，并依靠蒸腾作用在木质部快速传输。受药杂草2-6 h光合作用受阻，1 d停止生长，2-3 d失绿坏死，7-14 d全株枯死。
③污染小：Basta除草剂（10%草铵膦）的降解半衰期（DT50）为4-10 d，在土壤中能通过微生物降解而迅速失效。
4. 草铵膦的天敌：在植物基因工程研究过程中，草铵膦常作为筛选标记来筛选携带草铵膦抗性的转基因植株。来源于不同链霉菌的Bar基因与Pat基因均编码草铵膦乙酰转移酶，使草铵膦转换为无GS抑制活性的产物，从而对草铵膦进行脱毒，使植物获得对于Basta除草剂（10%草铵膦）的抗性[3]。
5. 筛选转基因植物的方法：
①在幼苗长出叶片后，向待筛选植株喷施Basta除草剂。使用前需用去离子水稀释，一般工作浓度为0.001-0.002%。7 d后阳性苗茁壮成长，阴性苗死亡。
图2 水稻喷施basta除草剂 (本公司验证)
②在MS培养基中加入适当浓度的Basta除草剂。通常在培养基中添加20 mg/L以上的草铵膦，存活的组织可以被初步认为含有Bar基因。
注：不同植物、同一植物不同生长阶段对草铵膦敏感度不同。因此需要研究者判断临界筛选浓度，具体实验判定标准为，以野生型种子几乎不能发芽或者发芽不能存活的草铵膦为最佳筛选浓度。
图3 阳性苗筛选[4]
6. 草铵膦的春天：草铵膦相较于传统除草剂，具有杀草谱广、速度快、污染小等特点，在市场上愈来被大家重视。Coolaber在Basta除草剂（10%草铵膦）在原有基础上，加入表面活性剂、吸附剂等试剂，使新产品的筛选效果更加明显，作用速度更快，减少假阳性的出现。
参考文献
[1] Jablonkai I. Molecular Mechanism of Action of Herbicides[M]. InTech, 2011.
[2] 鲁军雄, 陈社员, 官春云, 等. 转bar基因抗草铵膦油菜对草铵膦抗性的评价[J]. 作物研究, 2013, 27(01): 33-39.
[3] 任艳, 叶亚峰, 陶亮之, 等. 水稻草铵膦耐性突变体的筛选及其耐性机制[J].生物学杂志, 2021, 38(02): 51-55.
[4] 杨青青. 拟南芥外源ERG基因的阳性苗的初步筛选[J]. 生命科学仪器, 2011, 9(01): 53-55.
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