氯磺隆和苯磺隆对玉米乙酰乳酸合成酶抑制作用的研究

用玉米沙培主根长度法测定了玉米品种农大 3138和农大 10 8对氯磺隆和苯磺隆的相对敏感性。结果表明 ,农大 3138耐药能力比农大 10 8强 ,氯磺隆对玉米生长的影响比苯磺隆大。有关玉米离体乙酰乳酸合成酶(ALS)的研究结果表明 ,氯磺隆和苯磺隆对两种玉米离体ALS酶具有强烈的抑制作用 ,是玉米ALS酶的非竞争性抑制剂 ,氯磺隆对两种玉米ALS酶的抑制作用强于苯磺隆。低浓度的氯磺隆和苯磺隆对活体ALS酶无抑制作用 ,高浓度下才抑制活体ALS酶的活性。

抗苯磺隆猪殃殃乙酰乳酸合成酶的突变研究

【目的】近几年,中国大部分冬小麦田猪殃殃(Galium aparineL.)用苯磺隆已无法有效控制。为明确猪殃殃对苯磺隆产生抗药性的分子机制,本试验从分子水平上开展研究,以初步明确乙酰乳酸合成酶(ALS)氨基酸序列的突变位点。【方法】通过对敏感和抗药性猪殃殃生物型ALS基因片段进行扩增、克隆和测序,比对2种生物型的ALS序列。【结果】与敏感生物型猪殃殃的ALS相比,抗药性猪殃殃生物型ALS有3个位点发生突变,其中位于高度保守区Domain B的第574位色氨酸被甘氨酸所取代。【结论】该位点的突变可能是猪殃殃对苯磺隆产生抗药性的主要原因。

油菜乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂抗性突变体M9的遗传和基因克隆

【目的】分离和鉴定自然突变的油菜乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂抗性突变体M9抗性基因,阐明抗性产生的分子基础。【方法】通过配置杂交组合研究其遗传规律,应用同源序列法克隆油菜ALS家族基因,采用杂交转育和小孢子培养技术将抗性基因转育到陆奥-五十铃细胞质雄性不育(MICMS)恢复系中,进行PCR鉴定。【结果】该突变体抗性由1个显性核基因控制。克隆获得BnALS1—BnALS3,核酸序列比对发现,M9抗性是由BnALS1的点突变使蛋白序列的第638位丝氨酸(AGT)残基被天冬酰胺酸(AAT)替代所致,将此抗性基因命名为BnALS1R。抗性基因BnALS1R转育到MICMS恢复系中的PCR检测表明,所有抗除草剂的恢复系都携带有BnALS1R。【结论】突变体M9抗性由1个显性核基因控制,BnALS1第638位丝氨酸突变成天冬酰胺酸是抗性产生的分子基础。

荠菜对乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂的抗性水平及其分子机制

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。

玉米乙酰乳酸合成酶活性的测定及其性质初探

为了解抑制剂对乙酰乳酸合成酶 (ALS)的作用机制 ,建立生理生化水平上 ALS酶抑制剂的筛选方法。详细研究了玉米离体和活体乙酰乳酸合成酶 (AL S)活性的测定方法。对酶反应条件的研究表明 ,底物丙酮酸钠的浓度和辅助因子氯化硫胺素焦磷酸盐 (TPP)、黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)以及氯化镁 (Mg Cl2 )的浓度在一定范围内对酶的反应有影响 ,温度和酸度也是影响该酶反应的重要因素 ;对酶反应产物显色反应的研究发现 ,α-萘酚和肌酸单钠盐共同协调影响显色反应的进行。玉米 AL S酶的比活力与反应时间呈线性关系 ,符合 Michaelis- Meten方程。烟嘧磺隆是玉米 ALS酶的非竞争性抑制剂 ,农大 1 0 8玉米 ALS的 Km为 (7.51± 1 .0 0 ) mmol· L- 1 。

单嘧磺隆对靶标乙酰乳酸合成酶活性的影响

本文利用3个对单嘧磺隆敏感性不同的玉米品种为材料,研究了离体和活体条件下单嘧磺隆对乙酰乳酸合成酶(ALS)活性影响的差异,结果发现,单嘧磺隆对不同玉米品种离体ALS的活性影响存在差异,但对同一自交系玉米离体ALS的影响差异不大。活体条件下,低浓度的单嘧磺隆对ALS酶无抑制作用,高浓度则具有抑制作用,这一差异与玉米品种的耐药力无相关性。

应用光谱技术无损检测油菜叶片中乙酰乳酸合成酶

应用可见/近红外光谱技术实现了油菜叶片中乙酰乳酸合成酶(ALS)的快速无损检测。对99个油菜样本进行光谱扫描,经过平滑、变量标准化、一阶求导等预处理后,应用偏最小二乘法(PLS)建立了ALS的预测模型。同时提取有效特征变量,作为反向传输人工神经网络(BPNN)和最小二乘-支持向量机(LS-SVM)的输入值,并建立相应的模型。用66个样本建模,33个样本验证。结果表明,LS-SVM模型能够获得最优的预测结果,预测集样本的相关系数(r)、预测标准差(RMSEP)和偏差(Bias)分别为0.998、0.715和0.079,获得了满意的预测精度。结果表明,应用可见/近红外光谱技术结合LS-SVM检测油菜中乙酰乳酸合成酶是可行的,并能获得满意的预测精度,为进一步应用光谱技术进行油菜生长状况的大田监测奠定了基础。

水稻乙酰乳酸合成酶基因的克隆和功能分析

乙酰乳酸合成酶(ALS)是植物和微生物中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成途径的一个关键酶,该基因在植物抗除草剂基因工程中具有重要的应用价值。利用生物信息学分析,自水稻中分离了ALS基因的cDNA和基因组DNA序列。序列分析表明,ALS基因没有内含子,GC碱基含量高并不对称分布。软件预测ALS基因是单拷贝基因位于第4号染色体上,Southern杂交验证了此结果。构建ALS基因的植物表达载体并转化烟草,转基因烟草通过PCR-Southern验证。EXACT-RT-PCR结果表明,水稻ALS基因在转基因烟草的叶片和根部均有转录发生。利用甲嘧磺隆进行除草剂抗性测试,和对照烟草相比转基因烟草除草剂抗性高达50mg.L-1。

杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂的抗药性研究进展

综述了有关杂草对乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂抗性产生的历史与现状、抗性机制、抗性杂草的适合度、抗性基因的利用及抗药性的测定技术,提出了我国在该类除草剂研究和应用方面存在的问题及今后的研发方向。

除草剂与乙酰乳酸合成酶相互作用的分子机理研究进展

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0.28nm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。

杂草对乙酰乳酸合成酶抑制剂抗药性研究进展

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。

植物乙酰乳酸合成酶抑制剂作用方式及机理研究进展

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。

丙酯草醚对几种果树乙酰乳酸合成酶活性的影响

丙酯草醚是我国具有自主知识产权的一种新型高效除草剂。以草莓、葡萄、猕猴桃的试管苗为试材,探讨了丙酯草醚对草莓、葡萄和猕猴桃及其乙酰乳酸合成酶活性的影响,为在果园中使用该除草剂提供理论依据。结果表明,丙酯草醚对葡萄有明显的伤害作用,对草莓和猕猴桃影响不大;用丙酯草醚处理草莓、葡萄、猕猴桃的试管苗时,丙酯草醚对葡萄乙酰乳酸合成酶活性有较大的抑制作用,对草莓和猕猴桃的乙酰乳酸合成酶活性的影响较小。将高质量浓度的丙酯草醚直接加入到乙酰乳酸合成酶提取液中,丙酯草醚对3种果树的乙酰乳酸合成酶活性均有较高的抑制率。

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

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。

啶磺草胺对新疆主要小麦品种乙酰乳酸合成酶活性的影响

小麦田常用除草剂啶磺草胺水分散粒剂(WG)作用靶标为乙酰乳酸合成酶(ALS)。通过研究不同品种小麦的ALS对啶磺草胺WG的耐受性,确定啶磺草胺WG对不同品种小麦的安全浓度,筛选耐药性较好的小麦品种。利用室外盆栽法,将用清水浸泡24h的小麦种子播种在花盆里,待幼苗长至3~4叶期后,喷施不同浓度的啶磺草胺WG,施药5d后提取各处理小麦ALS酶并测定其活力。结果表明:啶磺草胺WG的用量为11.25g/hm^2时,对各品种的ALS酶活抑制率与其他处理用量间存在极显著差异;高于11.25g/hm^2后,不同浓度对小麦的ALS酶活抑制率间无显著差异(部分品种存在差异),表明啶磺草胺WG在盆栽试验中对小麦的安全用量应低于11.25g/hm^2,最高不能达到13.5g/hm^2。在施药用量为11.25g/hm^2时,耐药性较好的小麦品种为‘新冬20号’‘京411’‘中优9507’‘济麦22’‘藁城8901’‘伊农16号’‘新冬36号’‘99AR144-1’,其ALS酶活性出现升高现象。啶磺草胺WG在小麦田施用时应严格控制其用量,建议田间用量应不超过13.5g/hm^2。对于敏感品种应适当减少用量并配合保护剂使用,对于敏感性较高小麦品种应更换其他安全药剂,以防产生药害。

乙酰乳酸合成酶的制备、分离与纯化

乙酰乳酸合成酶［１］（ａｃｅｔｏｌａｃｔａｔｅｓｙｎｔｈａｓｅ，ＡＬＳ）是目前国际上除草剂研究的前沿热点．它能催化一分子丙酮酸脱羧并与另一分子丙酮酸缩合成一分子乙酰乳酸，从而导致侧链氨基酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成．存在于细菌和植物组织中［２...

抗苄嘧磺隆雨久花乙酰乳酸合成酶突变的研究

本研究采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)结合RT-PCR方法克隆抗苄嘧磺隆雨久花生物型和敏感性雨久花生物型乙酰乳酸合成酶(ALS)基因cDNA序列,并对测序结果进行比对分析。结果表明:与敏感性的雨久花ALS相比,公主岭(GZL)抗性生物型中第197位脯氨酸突变为组氨酸,第556位亮氨酸突变为苯丙氨酸;柳河(LH)抗性生物型中第358位天冬酰胺突变为天冬氨酸;磐石市(PS)抗性生物型中第525位缬氨酸突变为异亮氨酸。分析表明,高度保守区Domain A的第197位氨基酸残基的突变可能是导致公主岭稻区雨久花产生抗药性的主要原因之一,而其他抗性生物型抗性产生的原因有待进一步研究。

乙酰乳酸合成酶抑制剂的种类及其耐药性研究进展

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。

新型乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂作用机理的研究进展

ALS抑制剂类除草剂具有活性高、选择性强、对哺乳动物安全等优异特点,因而倍受各国政府、工农业界、学术界以及公众的关注。本文通过对ALS抑制剂及其致毒机制的理论研究,对ALS抑制剂的作用机理做了详细的阐述,力求反映ALS抑制剂的最新研究进展和发展动态,为进一步推动ALS抑制剂的发展及ALS相关基因功能的研究提供理论支持。

超声辅助提取-液相色谱-串联质谱法同时测定油料作物中6种新型乙酰乳酸合成酶抑制剂类除草剂残留

将超声辅助提取与液相色谱-质谱联用技术相结合,建立了油料作物中6种新型乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂(甲基二磺隆、氯吡嘧磺、双草醚、嘧草醚、嘧苯胺磺隆和乙氧嘧磺隆)的痕量多残留检测技术。比较了超声辅助提取和QuEChERS提取2种方法对6种除草剂的提取回收率,并根据净化效果和吸附作用对十八烷基键合硅胶吸附剂(C18)、乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、石墨化炭黑(GCB)、弗罗里硅土(Florisil)和增强型基质去除吸附剂(EMR) 5种吸附材料进行优化。结果表明,超声辅助提取可使6种化合物的提取回收率在90. 0%以上,EMR对6种化合物的吸附作用较小,且可有效去除油脂干扰,减小基质效应。6种除草剂在0. 05～500. 0μg/L范围内具有良好的线性,相关系数均大于0. 998 4。该方法检出限和定量限分别为0. 08～0. 8μg/kg和0. 25～2. 5μg/kg。6种化合物在油菜籽、大豆、花生米和葵花籽4种基质中3个加标水平下的加标回收率为70. 7%～103. 8%,相对标准偏差为0. 8%～9. 2%,可应用于油料作物中6种ALS抑制剂类除草剂的同时测定。