杂草控制技术的发展及新型的转基因除草技术.pdf

V 生物农药与生物技术463 杂草控制技术的发展及新型的 转基因除草技术 朱笑坤 鲁东飞 柳 明 段又生 刘尚钟“ (中国农业大学理学院应用化学系，北京100094) 摘 要传统的和现有转基因的化学除草方法，都存在一定的弊端，倒如，环境污染、抗除草 剂基因的漂移等。利用N一乙酰一L一鸟氨酸脱乙酰酶基因(argE)中N-乙酰鸟氨酸酶(NAO)的非特 异性，培育转argE的生长性状强于野生型的杂草品种，然后与野生型杂草杂交，通过作物的竞争 优势，当转argE杂草在需治理的区域占据优势地位后，最后喷洒N_乙酰草铵膦(N—ac—pt)选择性 杀死转基因杂草。 关键词 基因工程argE基因N一乙酰草铵膦 草铵膦 1 杂草的危害口] 杂革与农作物竞争阳光、水分和营养物质，是影响农牧业生产的常见危害。杂草的蔓延， 尤其是外来杂草可导致牧草退化、地区生物多样性的改变等，使得作物及畜牧业减产、地区植 种日趋单一、动植物生存条件恶化，甚至病虫害天敌大量减少、作物病虫害加重。因而，人们对 杂草防除日益重视。目前在美国除草剂的用量已经超过了杀虫剂和杀菌剂，杂草防除耗资估 计每年超过150亿美元。 2杂草控制技术的发展 2．1人工除草 人工除草是一种最原始的除草方式，虽然没有环境污染等问题，但除草不彻底、费工、效果 差。因此，随着科学技术的发展，这种除草方式在发达国家已被淘汰。 2．2物理防除杂草 包括火烧、电击、激光、微波、覆盖。火烧除草一般只能部分地、无规律地消灭杂草，对 一年生杂草幼苗防除效果较好，而对成株的杂草和多年生杂草效果差。微波除草是根据不 同物体有不同的热效应，从而可以选择对作物安全但能杀死杂草的频率消灭杂草。激光除 草也是根据不同光束所产生的温度对不同杂草不同生育期有效的原理而定的，但这些方法 费用较高。利用覆盖物防除杂草主要是通过覆盖防止光的透入，抑制光合作用，造成杂草 幼苗死亡并防止其再生以及防止喜光性杂草种子的萌发，一般用于作物行间及果树树干 周围。 基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2003CBll4400) *通讯作者。联系电话：010E—mail：shangzho@call．edu．CD- 464 农药与环境安全国际会议论文集 2．3化学除草L2，3J 化学除草剂省工、高效，而且其品种多、剂型多、使用方法多种多样、使用面积大、增长速度 快，是目前应用最广泛的除草方法，但是在除草剂的应用过程00tg出现了许多I．-1是g：①杂草抗 药性；②杂草群落组成发生了明显变化；③除草剂降解产物对作物发生危害；④农药飘移；⑤潜 在危害；⑥土壤侵蚀。 2．4生物防除杂草L4j 1)传统杂草生物防除，一般用于防除外来杂草，且大多针对牧场、草地和水域杂革[5|。 2)非传统杂草生物防除包括：①补充引进法：引进外来天敌控制本土杂草，但操作风险大； ②助增式释放：通过增加天敌种群数量，虽然不会引起不同相关群体的利益冲突，但难以得到 足够的天敌；③以菌除草(mycoherbicide)：分离利用高度专一性的病原微生物进行工厂化生 产获得接种体，而后像化学除草剂那样淹没式应用以迅速感染寄主，这种方法是目前生物防除 杂草最活跃的领域。 3)化学它感作用防除杂草，利用杂草和作物的分泌物可以引起互相之间的生化干扰—— 化学它感作用(一般专指互相抑制作用)。利用基因工程和育种技术有控制地转移它感物质基 因，使得作物能够在田间释放类似予天然除草剂类物质，自动控制杂草的生长。 2．5微生物除草 微生物除草剂开发遇到的困难是生产条件、配方、使用技术复杂，导致其培养和加工技术 无法建立统一的标准L6|。微生物源除草剂是利用微生物所产生的次生代谢产物，即除草毒 素，进行杂草防除的一种新型的生物除草剂，但其寄主单一，发酵与制剂加工困难，防效受环境 因素影响较大川。 2．6基因工程除草 随着生物学技术的深入研究，一些优势基因可以转入农作物。农作物获得新的基因后，其 生存竞争力被提升，在长势、越冬能力和种子产量等方面比非转基因植株强。但是在自然生态 条件下，转基因作物可能会同周围生长的近缘野生物种发生天然杂交，从而将自身的基因转入 野生种，即基因漂移。若所转基因是一个抗除