草甘膦与新型原卟啉原氧化酶抑制剂X18002复配减量应用研究

为降低草甘膦用量,减缓抗性杂草产生,扩大其杀草谱,采用室内生物测定法,研究了温度、光照及模拟降雨等环境因子对草甘膦和新型PPO抑制剂X18002[化学名称:3-(2-氯-5-(3,5-二甲基-2,6-二氧代-4-硫代-1,3,5-三嗪-1-基)-4-乙基-氟苯基)-5-甲基-4,5-二氢异噁唑-5-羧酸酯]除草活性的影响,同时研究了2种药剂在杂草体内的吸收传导性,比较两种药剂的差异性并探究其复配的必要性,通过复配配比筛选试验确定最优配比后开展混配田间试验,明确使用剂量和应用技术。结果表明:在高(30~35℃)、中(20~25℃)温条件下,草甘膦(有效剂量600.0 g/hm^(2))和X18002(有效剂量37.50 g/hm^(2))对马齿苋Portulaca oleracea L.和牛筋草Eleusine indica(L.)Gaertn.的鲜重抑制率在83.48%~100.0%之间,显著高于其在低温(10~15℃)条件下的鲜重抑制率。在照度0~22000 lx范围内,X18002在37.50 g/hm^(2)下对马齿苋和牛筋草的鲜重抑制率分别为16.03%~95.46%和2.24%~85.04%,均随照度升高而显著增大,属于需光型除草剂;而草甘膦在600.0 g/hm^(2)下对马齿苋和牛筋草的鲜重抑制率随照度的升高差异不显著,属于非需光型除草剂。施用X18002(37.50 g/hm^(2))后0.5~8 h内进行模拟降雨,其对马齿苋和牛筋草的鲜重抑制率分别为100.0%和81.76%~87.62%,均与未降雨处理之间无显著差异,表明X18002具有良好的耐雨水冲刷能力;而施用草甘膦(600.0 g/hm^(2))后0.5~8 h内模拟降雨,其对马齿苋和牛筋草的鲜重抑制率均显著低于未模拟降雨处理,表明草甘膦的耐雨水冲刷能力较弱。吸收传导性试验表明,2种药剂均可被苘麻Abutilon theophrasti Medic.的根、茎、叶吸收,但相较于X18002只具有向上传导能力,草甘膦则具有向上和向下双向传导能力。复配配比筛选试验表明,X18002与草甘膦分别按质量比1:10和1:20复配,其对3种供试杂草小飞蓬Erigeron canadensis L.、牛筋草E.indica和碎米莎草Cyperus iria L.均表现出增效作用。田间试验结果表明,X18002+草甘膦按有效剂量为45.0+450.0 g/hm^(2)混配处理后对空心莲子草Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.、小飞蓬E.canadensis、狗尾草Setaria viridis(L.)Beauv.和碎米莎草C.iria等杂草的总防效均优于草甘膦单剂1200.0 g/hm^(2)处理或与之相当,可实现草甘膦减量750.0 g/hm^(2),且该混配处理速效性优于草甘膦,持效期优于X18002。

原卟啉原氧化酶抑制剂类除草剂研究进展

概述了原卟啉原氧化酶抑制剂类除草剂作用机理、结构 -活性关系研究进展以及新品种开发情况。

具除草活性的脲嘧啶类化合物的研究进展

具除草活性的脲嘧啶化合物属原卟啉原氧化酶抑制剂类除草剂。概述了该类除草剂的发展过程、作用机理、构效关系,并着重综述了近年来在脲嘧啶环3-位芳环上的的结构优化情况,具体介绍了3-位N-单苯环类、N-单杂环类、N-多芳环类、N-苯并杂环类典型化合物的化学结构、开发过程、合成方法、生物活性等。对它的发展趋势和前景作了展望。

取代苯基吡唑类化合物的合成及其除草活性

以 1′-(4 -氯 -2 -氟 -5 -甲基苯基 ) -4′,4′,4′-三氟 -1 ,3-丁二酮为原料 ,合成了一系列具有取代苯基吡唑结构的新化合物 .化合物结构经 1 H NMR,IR,CIMS和元素分析确认 .初步生物活性测试表明 ,所合成的化合物对阔叶杂草具有较高的活性 .

距离比较法(DISCO)构建原卟啉原氧化酶抑制剂药效团模型

在原卟啉原氧化酶(Protox)三维结构未知情况下,利用距离比较法(DISCO),将8个具有代表性结构特征的Protox抑制剂,与其作用底物(基质)原卟啉原IX(Protogen IX)的分子构象进行迭合,建立了可能的药效团模型;并据此确定了Protogen IX与Protox相互作用时,可能采取的活性构象.这些信息将有助于设计、开发新型Protox抑制剂.

原卟啉原氧化酶(PPO)及其抑制剂的近期研究

概述了原卟啉原氧化酶 (PPO)的生理功能和酶学特征 ,该类抑制剂的作用位点和作用方式 ,除草效果 。

靶标原卟啉原氧化酶除草剂的发展

原卟啉原氧化酶在亚铁原卟啉与叶绿素生物合成中催化原卟啉原IX氧化成原卟啉IX,此种酶受到需光除草剂(protoxinhibitors)的专门抑制,迅速造成细胞受害与干枯。论述了此类除草剂的作用机制、主要品种、新的活性化合物及抗性基因的转移。

靶标为原卟啉原氧化酶的高效除草剂品种

原卟啉原IX氧化酶是血红素和叶绿素生物合成中的关键酶，是过氧化型除草剂的分子靶标，当植物用二苯醚类、酞酰亚胺类以及一些吡啶衍生物等除草剂处理后，造成原卟啉原IX积累，膜脂质破坏，最终细胞死亡。同ALS抑制剂一样，作用靶标为原卟啉原氧化酶的除草剂，具有用药量低，活性高，杀草谱广，对哺乳动物低毒，对环境影响较小等优良特性。本文介绍了作用靶标为原卟啉原氧化酶的代表性品种。

氨基清除树脂辅助合成2-(7-氟-3-氧-3,4-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-6-基)异吲哚1,3-二酮

采用氨基清除树脂辅助合成方法,由6-氨基-7-氟-4-取代基-3(4H)-酮与取代邻苯二甲酸酐在冰醋酸中加热反应制备了2-(7-氟-3-氧-3,4-2H-苯并[b][1,4]噁嗪-6-基)异吲哚-1,3-二酮类化合物,纯度86%～95%,其结构经1H NMR, IR和MS表征.

原卟啉原氧化酶抑制性除草剂的发展

原卟啉原氧化酶是四吡咯生物合成途径中最后一种酶,是包括二苯醚、环状亚胺、噁二唑等多种类型除草剂的靶标。作用于该酶的此类除草剂引起细胞成分在光诱导的过氧化作用遭到破坏,从而造成细胞渗漏、光合作用受阻,最终导致植物死亡。综述了原卟啉原氧化酶抑制性除草剂的开发、特性及若干品种。

3-(2-氟-4-氯-5-取代基苯基)-7-甲基-3H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪-4(7H)-酮化合物的合成及其对原卟啉原氧化酶的抑制活性

为了发现新型的原卟啉原氧化酶抑制剂,根据生物合理设计方法,设计并合成了一系列的结构新颖的3H-吡唑并[3,4-d][1,2,3]三嗪-4-酮衍生物.利用不同取代的5-氨基-吡唑-4-甲酰氯与取代苯胺反应制得的5-氨基-N-苯基-1H-吡唑-4-甲酰胺衍生物,经进一步重氮化得到目标化合物,并对化合物3f进行衍生化.所得目标化合物的结构均经1H NMR,IR和元素分析确证.生物活性测定结果表明,部分化合物对原卟啉原氧化酶有较高的抑制活性,讨论了其结构与活性的关系.

农药中色素合成抑制剂的研究和应用进展

光合作用在植物的生长过程中起着至关重要的作用,以光合色素生物合成过程中的酶作为靶标,是研发除草剂的一个重要方向和热点。其中原卟啉原氧化酶(PPO),八氢番茄红素去饱和酶(PDS),ζ-胡萝卜素去饱和酶(ZDS),对羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)等作为除草剂靶酶非常成功。本文综述了近年来农药中色素合成抑制剂的作用机制及最新应用进展,并展望未来的发展趋势。

脲嘧啶类除草剂的研究与进展

脲嘧啶类除草剂具有高效、低毒、广谱、无明显抗性等特点,目前已成为新农药创制的热点。该类除草剂属于原卟啉原氧化酶类抑制剂,主要作用于原卟啉原氧化酶受体。本文简要介绍了脲嘧啶类除草剂的发展历程、作用机理及结构特点、代表品种与合成路线,并展望了脲嘧啶类除草剂的发展前景。

新型原卟啉原氧化酶抑制剂Y11049的作用特性

为明确新型原卟啉原氧化酶(PPO)抑制剂Y11049[化学名称为2-((6-氟-5-(3-甲基-2,6-二氧代-4-三氟甲基-3,6-二氢嘧啶-1(2H)-基)苯并[d]噻唑-2-基)硫代)丙酸乙酯]的作用特性,本研究以同类型药剂苯嘧磺草胺为对照,选择对Y11049敏感的几种阔叶杂草为测试靶标,采用室内生物测定法,分别研究了环境温度、光照强度、模拟降雨及杂草叶龄对Y11049除草活性的影响,以及Y11049在黄瓜和苘麻植株中的吸收传导特性。结果表明:在有效成分3.75、7.5、15及30 g/hm^(2)剂量下,在15~35℃范围内,Y11049对绿穗苋的除草活性与温度呈显著正相关;强光照(8427 lx)条件下,有效成分60 g/hm^(2)的Y11049对牵牛的鲜重抑制率为95.2%,显著高于中等光照(4200 lx)和低光照(5 lx)条件下的抑制率,说明其为需光型;于施药后4 h模拟降雨,Y11049对苘麻的鲜重抑制率与无降雨处理之间无显著差异;在有效成分30 g/hm^(2)剂量下,Y11049芽前土壤处理对苘麻和反枝苋无活性,对芽后2~8叶期苘麻和反枝苋的鲜重抑制率分别为86.0%~98.6%和86.5%~97.9%,表明其施药适期较长。Y11049可通过根、茎、叶及芽吸收进入植物体内,但传导能力较弱;其作用特性整体与苯嘧磺草胺相近。研究表明,新型PPO抑制剂Y11049在防除非耕地阔叶杂草方面具有较好的应用前景,但以选择温度适宜的晴天施药为宜,且由于其作用方式为触杀,在非耕地应用时需要足够的喷液量以保证均匀喷施于杂草表面。结果可为Y11049的开发应用提供理论依据。

甲磺草胺及其关键中间体的合成方法综述

综述了甲磺草胺及其关键中间体的合成方法。甲磺草胺的合成方法主要有磺酰氯法、磺酸法、磺酸酯法、磺酰胺法及其它合成方法。磺酰氯法是最早合成甲磺草胺的经典方法,而磺酰胺法,尤其是以关键中间体5a与甲磺酰胺在含铜催化剂作用下直接合成甲磺草胺的方法具有原料易得、操作简便、收率高的优点,且能回避硝化反应及其间产生的废酸废水,有望成为甲磺草胺制备的新方法。

脲嘧啶类除草剂的研究进展

介绍了脲嘧啶类除草剂的作用特点、机制及研究进展。脲嘧啶类除草剂属于原卟啉原氧化酶抑制剂。原卟啉原氧化酶在亚铁原卟啉与叶绿素生物合成中催化原卟啉原IX氧化成原卟啉IX,此种酶受到需光除草剂的专门抑制,迅速造成细胞受害与干枯。同时还介绍了研发此类化合物的创制经纬并对部分化合物的活性给以概述,为以后该类化合物的优化工作提供依据。

黑龙江省典型黑土区大豆田鸭跖草对氟磺胺草醚的抗药性

采用温室盆栽法测定了黑龙江省典型黑土带代表地区大豆田杂草鸭跖草(Commelina commumis L.)对氟磺胺草醚的抗药性水平,以及其抗药性生物型原卟啉原氧化酶(PPO)对氟磺胺草醚的敏感性。结果显示,供试杂草对氟磺胺草醚产生了不同程度的抗药性,其中海伦市鸭跖草生物型抗性水平最高,抗性倍数为2.98倍。离体条件下,与敏感生物型PPO活力的抑制中浓度(IC50)相比较,海伦市抗性鸭跖草生物型的IC50是敏感鸭跖草的1.73倍,表明PPO敏感性降低可能是黑龙江省典型黑土区代表地区鸭跖草对氟磺胺草醚产生抗药性的重要原因。

除草化合物1-杂环基-2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯的构效关系研究

以2-氯-4-氟-5-硝基苯酚为起始原料合成了28个1-杂环基-2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯类化合物,并对其进行了抑制苘麻生长的活性测试,总结了构效关系。发现2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-4,5,6,7-四氢异吲哚-1,3(2H)-二酮、2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢咪唑并[1,5-a]吡啶-1,3(2H, 5H)-二酮、2-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-四氢-[1,2,4]三唑并[1,2-a]哒嗪-1,3(2H)-二酮、1-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-哌啶-2,6-二酮和3-(2-氟-4-氯-5-炔丙氧基苯基)-1-甲基-6-三氟甲基-2,4-(1H,3H)-嘧啶二酮的除草活性较高。该构效关系研究,有望对新型PPO抑制剂的分子设计提供参考。

TePPO基因克隆及表达分析

万寿菊(Tagetes erecta L.)作为一种兼具观赏和经济价值的优质植物资源,在世界范围内广泛种植。文章依据万寿菊转录组数据,通过RNA提取、反转录克隆了万寿菊原卟啉原氧化酶(Tagetes erecta protoporphyrinogen oxidase,TePPO)基因。PPO作为催化叶绿素合成的关键酶,在植物叶绿素形成中发挥重要作用。TePPO三维结构预测及系统进化树结果表明,其编码蛋白三维结构较为稳定,与向日葵和紫花苜蓿同源基因的一致性最高。进一步利用不同花色、不同发育时期万寿菊花组织样品,对TePPO基因表达水平进行定量分析,结果表明:TePPO在万寿菊的花组织中表达,且在叶绿素量较高的花发育早期丰度更高;在花色中绿色更明显、叶绿素量更高的万寿菊品种中,TePPO基因表达水平也明显升高,提示TePPO基因与万寿菊花中叶绿素的合成及花色形成相关。

N-芳基噁唑烷二酮衍生物的合成

通过芳基异氰酸酯与2-羟基-3-甲基-3-丁烯酸乙酯的加成环化反应，合成了8噁个取代芳基唑烷二酮衍生物，收率41%-72%。其结构经表征确认正确。