9.6.3　抗除草剂转基因植物

抗除草剂的基因按其作用原理可分为编码能分解除草剂的酶、扩增被除草剂破坏的酶以及通过替换氨基酸而不被除草剂识别的酶三种。目前抗除草剂植株已得到非常广泛的应用，针对的除草剂主要有草甘膦、草丁膦、绿黄隆、溴苯腈等。草甘膦除草剂是最先开发的一种有机磷除草剂，草甘膦的突出优点有高效、广谱、易降解、不污染环境等。它能抑制5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶（EPsPs）的合成，该酶在芳香族氨基酸合成中起关键作用，最终由于芳香族氨基酸的缺失而阻碍植物的正常生长，但过量的EPsPs反而能使植物细胞产生抗药性。从细菌中分离出能够编码EPsPs的基因aroA，将其转入烟草等作物研究其抗性，结果表明转基因作物对草甘膦的抗性增加了10倍，田间喷施该除草剂后真正做到草死苗长。草丁膦能抑制谷氨酰胺合成酶（GS）活性，植物的叶片或其他绿色组织吸收它后能导致在植物细胞内氨的含量在较短时间内大量增多。而氨的积累将直接导致光系统Ⅰ和光系统Ⅱ反应受阻，从而引起跨膜pH梯度下降，叶绿体结构随之解体，最终植株因光合作用受阻、有机物供应不足而死亡。在乙酰CoA存在的情况下，乙酰CoA转移酶能够催化乙酰CoA与草丁膦的游离氨基结合，从而使除草剂失活。从链霉菌中分离出的编码乙酰CoA转移酶的基因称为bar基因，将bar基因导入马铃薯、烟草和番茄中获得抗草丁膦转基因植株，结果表明其转基因植株的除草剂耐受性是普通植株的4～10倍。