HPPD抑制剂的研究进展

对新型除草剂对羟苯基丙酮酸双氧化酶 (HPPD)抑制剂的发现过程、作用机制、结构特征。

对羟苯基丙酮酸双加氧酶的研究进展

农药作用靶标或作用机制的创新是农药科学研究需要解决的关键科学问题之一。对羟苯基丙酮酸双加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD)是生物体酪氨酸代谢途径中的关键酶,在不同的生物体内参与的代谢路径不同。前期的研究表明,HPPD抑制剂在医药和除草方面发挥了较大的作用,而近期的研究发现其在抑菌和杀蚊等方面也表现出了潜在的应用价值。本文概述了HPPD在不同生物体中的生理功能,介绍了HPPD在人、植物、吸血节肢动物、真菌体内参与的代谢过程,总结了不同种属来源HPPD的三维结构,概述了HPPD作为靶标在医药以及农药(除草、杀虫、杀菌等)方面的研究现状并进行了展望。

深海细菌Pseudomonas sp.bIp-2黑色素生成条件研究及其hppD基因的克隆

从大西洋深海沉积物中分离得到1株产黑色素细菌b Ip-2,16S rRNA基因序列分析表明该菌隶属于假单胞菌属（Pseudomonas）,与施氏假单胞菌（P.stutzeri）有最高的16S rRNA基因序列相似性（99%）.进一步对该菌的生长及产黑色素条件进行了初步研究,结果表明b Ip-2在稳定生长期后期才开始大量积累黑色素;b Ip-2可在4～37℃的温度范围下生长,最适生长温度为37℃,在28℃具有最高的黑色素产量;b Ip-2生长的pH范围偏碱性,在p H=7的最适生长条件下黑色素产量最高,同时碱性环境有利于黑色素的快速形成;b Ip-2可以在1%～9%的NaCl浓度范围中生长,在5%的NaCl浓度下具有最高的黑色素产量;低浓度的Fe^2＋（0.05 mmol/dm^3）可以提高黑色素的产量,Fe^2＋浓度≥0.20 mmol/dm^3时明显抑制黑色素的生成,而Fe^2＋浓度为1.00 mmol/dm^3时可完全抑制菌株的生长;低浓度的Cu^2＋（0.1 mmol/dm^3）对黑色素的产量无明显影响,Cu^2＋浓度≥0.5mmol/dm^3时可抑制黑色素的生成,而Cu^2＋浓度超过1.0 mmol/dm^3时可完全抑制菌株的生长.通过PCR扩增获得菌株b Ip-2的对羟苯基丙酮酸双加氧酶（hydroxyphenylpyruvic acid dioxygenase,HPPD）全长基因（1087 bp）,分析发现其编码的HPPD蛋白序列（含361氨基酸）与来自菌株Pseudomonas stutzeri RCH2的HPPD蛋白序列具有最高的同源性（序列相似性为97%）.这些结果为深入研究该细菌所产黑色素的合成,应用及生态作用奠定了基础.

高效液相色谱-串联质谱法同时测定谷物中10种HPPD抑制剂类除草剂及其代谢物

[目的]建立高效液相色谱-串联质谱法同时测定谷物(小麦、玉米、糙米)中10种HPPD抑制剂类除草剂及其代谢物的方法。[方法]样品经体积分数为3%甲酸水溶液浸润,乙腈提取,乙二胺-N-丙基硅烷和十八烷基硅烷键合硅胶净化,高效液相色谱-串联质谱测定。[结果]10种HPPD抑制剂类除草剂及其代谢物在1.5~100μg/L质量浓度范围内呈现良好的线性关系,定量限为0.01 mg/kg,3个添加水平(0.01、0.03、0.1 mg/kg)下,在3种谷物基质中平均回收率为74.3%~112.7%,相对标准偏差小于8.7%。[结论]该方法简便高效、准确度高、精密度好,适用于谷物中10种HPPD抑制剂类除草剂及其代谢物的测定。

三酮类除草剂的研究新进展

介绍了三酮类除草剂的研究和开发状况,包括它的研究开发历程、已商品化的品种。着重研究了关于此类化合物的专利申请情况,特别是2000年以后的研究开发趋势,探讨了三酮类结构特点、概述了构效关系的研究。

对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂的研究进展

本文对对羟苯基丙酮酸双氧化酶抑制剂(HPPD)的发现、作用机制、结构与活性、合成方法及主要新品种加以概述。

对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶抑制剂的研究进展

简要的介绍了新型除草剂对羟基丙酮酸酯双氧化酶（ＨＰＰＤ）抑制剂的研究进展，文中涉及到此类除草剂作用的特点、化学结构、生物活性及合成方法等。

有效防除麦田抗性杂草荠菜的新型除草剂——双唑草酮

双唑草酮为中国创制的新型对羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂类除草剂,已于2018年取得中国农药登记。为了测定其对麦田抗性杂草荠菜的除草效果,共采集了36个荠菜种群,其中1个敏感种群采自未施用过除草剂的路边,其他35个疑似抗性种群均采自于中国苯磺隆使用历史超过20年的冬小麦田。在温室中采用整株盆栽法测定了荠菜种群对双唑草酮、苯磺隆、双氟磺草胺、甲基二磺隆、唑草酮和2甲4氯的抗性水平。结果表明,有28个种群对苯磺隆产生了抗性,其中种群K16009、K17005、15053和17003表现出高水平抗性。这4个种群对其他除草剂的交互抗性检测试验表明:种群K16009、K17005和15053对双氟磺草胺和甲基二磺隆表现出高水平交互抗性,其抗性指数范围为25-321,其GR50值远高于供试药剂登记的田间推荐剂量;而上述4个抗性种群对双唑草酮、唑草酮和2甲4氯均较为敏感,其GR50值均低于供试药剂登记的田间推荐剂量。唑草酮和2甲4氯也可用于小麦田抗性荠菜种群的防治,但该类药剂对施药时间要求较为严格。本研究结果表明,双唑草酮可有效防除对乙酰羟基酸合成酶(AHAS)类除草剂已经产生抗性的荠菜。

黄连对羟基苯基丙酮酸双加氧酶基因的植物表达载体构建

目的:构建除草剂抗性基因黄连对羟基苯基丙酮酸双加氧酶的植物表达载体。方法:通过PCR从重组质粒pGWB2/Cjhppd中扩增出大小为1 300bp的目的片段,亚克隆到pGEM-T easy上。BamHⅠ和SpeⅠ双酶切pGEM-T Easy/Cjhppd和质粒pCambia1 301,回收得到1 300bp的Cjhppd基因片段和开环质粒pCambia-1301-UbiN,用T4连接酶连接,得到重组质粒,利用三亲法将其导入农杆菌EHA105中。结果:成功得到农杆菌EHA105的阳性菌落,菌落PCR扩增得到和预期大小一致的1300bpDNA片段。结论:成功将具有除草剂抗性的Cjhppd构建到了含有玉米泛素启动子Ubi和选择性标记基因Hpt的植物表达载体pCambia-1301-UbiN/Cjhppd,并导入根癌农杆菌EHA105中,可以用于水稻等单子叶植物的遗传转化。

对羟基苯丙酮酸双加氧酶(HPPD)的结构及其吡唑类除草剂的最新研究进展

对羟基苯丙酮酸双加氧酶(EC 1.13.11.27,HPPD)是重要的除草剂靶标.以HPPD为靶标的除草剂具有高效、低毒、作物安全性高、不易产生抗性、环境相容性好及对后茬作物安全等一系列优点.结合最新的研究进展,详细综述了HPPD的结构,并针对吡唑类HPPD除草剂的作用模式、在生物体内的作用机制和代谢途径以及研究现状进行了总结与分析.

含苯并2,2-二氧噻二唑结构的吡唑类HPPD抑制剂的设计、合成及其生物活性研究

对羟基苯基丙酮酸双加氧酶是一种重要的除草剂靶标.本文基于活性亚结构拼接的策略设计合成了一系列含有苯并2,2-二氧噻二唑的吡唑类新型对羟基苯基丙酮酸双加氧酶(HPPD)抑制剂.随后分别从酶水平和活体植株水平研究了它们的生物活性,总结了其结构与活性关系.部分化合物表现出很高的HPPD酶抑制活性和活体除草活性,化合物6d和6j对冬季阔叶杂草表现出良好的防治效果,且其作物安全性也明显优于对照药剂硝磺草酮,展示出良好的应用潜力.

三酮类除草剂微生物降解的研究进展

三酮类除草剂是一类高效、广谱、高选择性的除草剂,能够有效地防除玉米地多种阔叶杂草和禾本科杂草。该类除草剂在土壤、水体中残留,易造成地表和地下水污染。有关研究表明,微生物降解有望成为解决该类除草剂残留的有效措施。本文分析了2种三酮类除草剂带来的生态效应,总结了已报道的微生物降解资源,简述了降解基因/酶的研究进展及可能的降解途径,为深入研究三酮类除草剂的生物降解提供一定的信息支撑。

环己二酮类除草剂的研究进展

对羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)和乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)是化学除草剂重要的标靶酶,就HPPD和ACCase抑制剂的发现历史、作用机理、构效关系及其合成方法分别做综述。基于环己二酮类化合物对HPPD和ACCase均有抑制作用,提出以HPPD和ACCase为双重标靶酶,设计出具有HPPD和ACCase双重抑制剂活性的新型除草剂将是除草剂研究的一个崭新的方向。

新型白化型除草剂靶标酶对羟苯基丙酮酸双加氧酶及其耐性转基因植物研究进展

对羟苯基丙酮酸双加氧酶(ρ-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase,HPPD;EC 1.13.11.27)催化生物体内对羟苯基丙酮酸与O2作用形成尿黑酸的反应,是植物体中质体醌和生育酚生物合成途径的关键酶。当其活性受到抑制时,植物体中作为类胡萝卜素生物合成途径中最终电子受体和光合链电子传递体的质体醌的生物合成受阻,进而导致类胡萝卜素合成减少,光合链电子传递受阻,致使植物体出现白化症状。目前已经开发了多种以HPPD为靶标的除草剂,该类除草剂及抗除草剂转基因植物研究具有广阔的前景。对这一新型白化型除草剂靶标酶以及耐该类除草剂转基因植物的研究进展作了简要综述。

新型2-取代苯甲酰基-5-烷基环戊酮的设计、合成与生物活性研究

为了发现具有良好生物活性的新型先导化合物,在综合多种高活性化合物结构特点的基础上,设计合成了一系列含苯甲酰基乙烯醇结构的2-取代苯甲酰基-5-烷基-环戊酮类化合物.以己二酸二乙酯为原料,经6步反应制得目标产物,其结构经IR,1H NMR,X射线及元素分析或高分辨质谱确证,并对该类化合物合成方法进行了探讨.初步生测结果表明,部分化合物对油菜表现出明显的抑制活性,在100μg/mL浓度下对油菜的抑制率达到60%以上.

含喹唑啉二酮片段的新型三酮类化合物的合成及生物活性

对羟苯基丙酮酸双氧化酶(EC 1.13.11.27,HPPD)是一个重要的除草剂作用靶标.为了寻找具有高效除草活性的新型HPPD抑制剂,在前期研究的基础上设计合成了24个含有喹唑啉二酮结构的三酮类化合物9a^9x.所合成的化合物均经过1H NMR,13C NMR和HRMS的表征.以来源于拟南芥的HPPD(At HPPD)为测试对象进行酶抑制活性筛选,结果表明所合成的大部分化合物对At HPPD均表现出了较好的抑制效果,其中化合物9i的Ki值为0.005μmol/L,显著优于商品化对照药剂硝磺草酮(Ki=0.013μmol/L).进一步温室盆栽筛选结果表明,多数化合物在150 g ai/ha的剂量下对六种供试杂草中的至少一种表现出80%以上的防效,特别是化合物9g在37.5 g ai/ha的低剂量下对所测试的六种杂草中的四种仍表现出了大于85%的抑制效果,同时9g在150 g ai/ha的剂量下对水稻和小麦均表现出了很好的作物安全性,可以作为先导化合物供进一步深入研究.