抗除草剂拿捕净新种质的创新与利用
南开大学科技成果——禾本科杂草除草剂-拿捕净
南开大学科技成果——禾本科杂草除草剂-拿捕净
拿捕净的化学名称为2-[（1-乙氧基亚氨基）丁基]-5-[2-（乙硫基）丙基]-3-羟基-2-环己烯-1-酮，是一种具有内吸传导性的茎叶处理除草剂，对禾本科杂草的杀伤力很强。
可用于大豆、棉花、花生、甜菜、亚麻、油菜、苜蓿、蔬菜、水果及许多其它双子叶作物，防除一年生及多年生禾本科杂草。
敏感的杂草有鼠尾看麦娘、野燕麦、雀麦草、马唐、稗、蟋蟀草、黑麦草、藜、狗尾草、葡萄冰草、狗牙根、白茅、石茅等；具有抗性的杂草有紫羊矛及早熟禾；对阔叶作物极为安全，是阔叶作物田中难得的苗后应用除草剂。
拿捕净由禾本科杂草的叶面迅速吸收，并转移到分生组织中，在土壤中的残留期短；鉴于这类除草剂具有选择性高、防效高、不用芳烃原料等特点，近年来世界各国对这类环己二酮类除草剂的研制仍十分活跃。
我国具有拿捕净所需原料的生产能力，有条件实现拿捕净的国产化以满足农业的大量需求。
南开大学拿捕净小试合成技术已通过省级技术鉴定。
抗除草剂的玉米的育种原理
抗除草剂的玉米的育种原理抗除草剂是一类可以抑制杂草生长的化学物质，常用于农田中，以防止杂草对庄稼的竞争和危害。
而抗除草剂对玉米的育种原理则是通过修改玉米的基因组，使其对抗除草剂具有耐受性。
以下将详细介绍抗除草剂对玉米育种的原理。
抗除草剂对玉米的育种主要基于转基因技术。
转基因是将具有特定基因的外源DNA导入到目标生物体中，以改变其遗传特性和表现形态。
在玉米育种中，通过转基因技术将抗除草剂耐受基因导入玉米中，使其能够耐受抗除草剂的作用。
首先，育种学家会选择适应于当前种植环境和需求的玉米品种。
然后，从相对抗除草剂的植物中，如拟南芥、水稗等，筛选出具有抗除草剂耐受基因的候选基因。
常用的抗除草剂耐受基因有PAT、BAR、EPSPS等。
接下来，在实验室中，将筛选出的抗除草剂耐受基因进行基因克隆和基因表达载体的构建。
基因克隆包括将抗除草剂耐受基因从基因供体中分离出来，并通过PCR技术扩增基因片段。
构建基因表达载体则是将基因片段连接到合适的载体上，载体可以是植物转化载体如Ti质粒。
然后，将构建好的基因表达载体导入到玉米胚培养体细胞中，使用冲击法或冷冻法使基因表达载体进入胚培养体细胞质内。
通过选择性培养基对转化细胞进行筛选和再生，最终获得转基因抗除草剂耐受的玉米植株。
转基因抗除草剂耐受的玉米植株经过鉴定合格后，可以进行田间试验和繁育工作。
首先，在小面积的农田试验中，通过对转基因抗除草剂耐受的玉米和普通玉米进行施药观察，验证转基因玉米对抗除草剂的耐受性。
如果转基因玉米在抗除草剂的作用下能够正常生长和发育，而普通玉米则出现明显的生长抑制现象，说明转基因玉米具有抗除草剂耐受性。
在繁育工作中，转基因抗除草剂耐受玉米可以被用作亲本，与其他优良性状的玉米品种进行杂交，传递抗除草剂耐受基因。
通过反复的杂交、自交和选择，最终获得抗除草剂耐受性和其他优良性状都较好的新玉米品种。
转基因抗除草剂耐受玉米的育种原理主要是基于抗除草剂耐受基因的导入和遗传杂交的选择。
基因工程草甘膦抗性作物创新策略总结
基因工程草甘膦抗性作物创新策略总结在农业领域，除草剂是一种常用的农药，能有效地控制杂草对农作物的竞争，提高作物产量。
然而，长期使用除草剂也会引发一系列问题，其中之一是杂草对除草剂的抗性逐渐增强。
为了解决这个问题，科学家们应用基因工程技术，创造了草甘膦抗性作物，并制定了一系列创新策略来确保其有效性。
草甘膦是一种广谱除草剂，能对多种杂草进行有效控制。
然而，长期使用草甘膦导致了一些杂草对其产生了抗性，这严重威胁到了作物的生长和产量。
基因工程提供了一种解决这个问题的方法，通过插入特定基因，使作物能够抵御草甘膦的影响。
下面将介绍几种创新策略，以确保基因工程草甘膦抗性作物的有效应用。
首先，选择适合的抗性基因是确保基因工程草甘膦抗性作物有效性的关键。
目前，常用的抗性基因是来自细菌的5-磷酸酸化酶（CP4-EPSPS），它能够在存在草甘膦的环境下维持对营养物质的正常合成。
科学家们通过转基因技术将该基因导入作物中，从而使作物能够抵御草甘膦的作用。
此外，还可以探索其他适用的抗性基因，以提高对不同杂草的防范能力。
其次，基因工程草甘膦抗性作物需要采取适当的管理措施，以减缓除草剂抗性的发展。
一种常见的策略是轮作和混合种植。
轮作是指在不同年份种植不同作物，这样可以减少对除草剂的长期暴露。
混合种植是指在同一块土地上种植多种作物，通过增加作物的多样性降低抗性杂草的生长。
此外，合理的施肥和灌溉管理也能够减少除草剂的使用，从而减缓抗性的发展。
第三，合理监测和管理基因工程草甘膦抗性作物的种植面积。
监测作物的抗性水平是非常关键的，可以通过采集杂草样本进行实验室分析，及时了解抗性的程度。
如果发现抗性水平达到了警戒线，就需要采取相应措施，如轮作或更换不同的抗性基因。
此外，政府部门和农业科学家之间的合作也至关重要，共同制定并实施监管政策，保证基因工程作物的科学和可持续发展。
最后，大众教育和沟通是确保基因工程草甘膦抗性作物可持续发展的重要环节。
抗拿捕净除草剂谷子新品种豫谷35 的选育
豫谷18是国家谷子糜子产业技术体系“十二五”重大科研成果之一，其同时适应华北、西北、东北三大谷子产区，具有优质、稳产、高产及抗逆等突出特性[1]。
2012年2月通过国家华北夏谷区鉴定，由于增产显著、适应性极强，又先后参加了国家西北中晚熟组、早熟组和东北春谷区品种联合鉴定试验，均表现优异；2014年8月通过东北春谷区鉴定；2016年5月通过西北春谷区鉴定，是目前唯一通过全国三大谷子产区鉴定的谷子品种[2]。
豫谷18不抗除草剂，若将抗除草剂基因转入豫谷18，能有效解决谷田除草问题，更利于豫谷18的大面积推广应用。
豫谷35就是安阳市农业科学院以抗拿捕净自选中间材料冀谷19×SK492为供体亲本，以综合性状优良的谷子新品种豫谷18为受体亲本，先杂交系选再连续回交2次选育而成的抗拿捕净除草剂谷子新品种。
该品种适宜河北、河南、山东、山西南部、新疆南疆夏谷区及山西省中部、辽宁省沈阳以南、内蒙古和吉林省大部分平原区、新疆昌吉州以南春谷区种植。
1 亲本来源抗除草剂基因供体亲本为安阳市农科院自选中间材料冀谷19×SK492，该材料抗拿捕净除草剂，谷穗较大、穗码稍稀、秕谷较多。
受体亲本为豫谷18，登记编号：GPD谷子（2018）410076，为安阳谷子试验站“十二五”体系“交卷”品种，集合高产、优质、稳产、适应性广、抗逆性强、增产潜力大、适合机械收获等优良性状于一体的谷子新品种，具有良好的推广应用价值[3]。
2 选育方法2010年在安阳相邻种植母本豫谷18和父本冀谷19×SK492，开花期采用套袋接触授粉的方式进行杂交获得F1；同年冬在海南种植F1，苗期喷施除草剂拿捕净鉴别出真杂交株，以后每个杂交世代在定苗前均喷施除草剂拿捕净筛选具有抗除草剂目标性状且农艺性状优良的株系。
经过3年4代安阳、海南两地系统选育，于2012年筛选出21个综合性状较好、抗拿捕净除草剂的株系。
2013年在安阳用其中表现突出的株系安12-4085为父本与相邻种植的母本豫谷18套袋接触回交获得BC1F1；同年冬海南种植BC1F1，苗期喷施除草剂拿捕净筛选出真回交株，开花期以真回交株为父本再次与相邻种植的母本豫谷18套袋接触回交获得BC2F1。
非转基因抗(耐)除草剂作物的开发与应用
１ ． １传 统 的杂交 选 育 通过 人 工杂 交将 除草剂 抗性 导入 作 物 中，利 用
境 友 好 的 除草剂 品 种 已成 为一 个十 分 必要 的 问题 ，
１ ． ２种 子 突变 水 稻 品种 ＡＳ ３ ５ １ ０种 子 用 甲磺 酸 乙酯（ Ｅ Ｍｓ ） 诱
变 ，Ｍ ｚ 植 株 用咪 唑 乙烟 酸（ ｉ ｍａ ｚ ｅ ｔ ｈ ａ ｐ ｙ ｒ ） 进行 处理 ， 鉴 定存 活植 株 并进 行 繁殖 ，从 中成 功 的地 开发 出 ２ 个 耐咪 唑啉 酮水 稻新 品种 Ｃ Ｌ １ ２ １ 与Ｃ Ｌ１ ４ １ ， ２ ０ ０ １ 年 在 美 国商业 种植Ｌ ４ Ｊ 。此 外 ，Ｎｅ ｗ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ Ｋ等将 冬小麦 Ｆ ｒ ｅ ｎ ｃ ｈ品种种子用 叠氮化 钠诱变 ，选 出耐性 植株＿ ６ Ｊ ， ２ ０ ０ １ 年销售种植 。 Ｐ ｏ ｚ ｎ ｉ ａ ｋ Ｃ ． Ｊ ． 等将春小麦 Ｔ ｅ ａ １ 种子 用 甲磺酸 乙酯诱变 ， Ｍ２ 植株用 甲氧咪草烟（ ｉ ｍａ ｚ ａ ｍｏ ｘ ） 处理， 从 中选 出 ６个 中等至 高水平 抗（ 耐） 性 品系 １ Ａ、
发展 。 在 抗 除 草剂 作物 品种创 制 过程 中，非 转基 因选 育起 了先 导作用 。 目前 选育 抗 除草 剂 作物 的非 转 基
１ ． ３花 粉 选择 采 用花 粉 突变 ，特 别 是用 于玉 米可 以获得 一系
列 具有 生 物 学方 面意 义 的特 性 ，这 种方 法 易于 使单 倍 体花 粉 粒大 的群 体 产 生突变 ，受精后 的众 多个体 可 以选 择 ，最 终选 出抗性 植株 。 Ｔ ａ ｎ Ｓ ． 等将 玉米 自交 系 ＵＥ ９ ５用 甲磺 酸 乙酯进 行花 粉诱 变 ，成 功 获得突 变 １与突变 ２的耐 咪唑啉 酮玉 米 ，并商 品化Ｌ ２ Ｊ 。
生物除草剂的研究现状和应用
生物除草剂的研究现状和应用随着人类对于农业技术的不断探究，除草剂已经成为了农业生产中必不可少的一种工具。
草田、农田、果园中杂草的生长不仅会消耗养分、水分等资源，也会对作物的生长产生不利影响。
传统的除草方式主要是人工除草、化学除草，但这些方法都存有着一定的弊端，例如成本高、环境污染等。
因此，去年代以来，越来越多的科学家开始关注在自然体系中生存并能有效消灭杂草的生物除草剂。
一、生物除草剂定义所谓生物除草剂，是指一种能够利用天然杀菌物、植物抗菌物及微生物等天然杀虫剂纯对有害杂草进行健康控制的除草剂，这种杀草剂对环境和自然体系具有高度的兼容性，同时他们的生产成本、毒副作用和持续性也受到了广泛的关注。
生物除草剂不否定传统的化学农药，但由于大量的研究表明，中国化学农药生产的副作用给环境带来的影响是不容忽视的，因此大批量使用剧毒农药会毁灭土壤，健康等因素，所以，生物除草剂的研制具有广阔的发展前景。
二、生物除草剂种类和构成1. 天然杀菌物类天然杀菌物指的是天然草原植物中所含有的能够发挥杀菌效果的活性物质，像樟脑油、木醋油、葡萄糖、薄荷醇、醋酸、茶树精油、芳香油、甘菊提取物、葱蒜酚等都是常见的天然杀菌物，这些杀菌物也广泛应用于药物、化妆品以及食品工业中。
2. 菌种类目前在除草领域应用到的微生物包括了细菌和真菌两大类，不少菌在杀除草杂草的同时还能促进植物生长。
常见的菌种有枯草芽孢杆菌、亚硝酸杆菌、新陆霉素古菌、土壤丛菌等。
3. 植物抗菌物类植物抗菌物因为凝聚在植物表面，对植物的保护非常有效，这些抗菌物成分具有杀菌抗菌、提高植物免疫力的双重作用。
常见的植物抗菌物有茶树精油、甘草根、巴黎核芽孢和熏衣草等。
三、生物除草剂的优势和研究现状相对于传统的化学除草剂，生物除草剂具有以下的优势：1. 安全性高：天然杀虫剂可以有效避免对植物和土壤环境产生污染，研究表明，所使用的生物制剂对人类和环境是安全的，使用时不会对人类或宠物产生危害。
美国新品除草剂对草甘膦抗性杂草有效
，
的 研 究 为 基 础 。 这 种 新 疗 法 预 计 将 在 英 国 首 次 亮 相 ， 之 后将 引 进 到 我 国 家 禽 市 场 。
日 本 新 品 种 香 蕉连 肉 带 皮 一起 吃
香 蕉 谁都吃 过 可 你知 道连 肉 带 皮 ，
起 一 吃 的 香 蕉 吗 ？ 日 本最 近 栽 培 出 连 肉
带 皮一 起 吃 的 香蕉 ， 并将 其推 广 。
每 一 种 水 果 都有 着 适 合 自 己 生 长 的
Байду номын сангаас
环 境 ， 原 本 属 于热 带 水 果 的 香 蕉 并 不 适
，
的 另 一 优 点 是 土 壤 残 留 小 ， 这 使 其 成 为
草 坪 和 观 赏 作 物 播 前 杂 草 处 理 的 有 效
选 择 。
界 农 （ 信 息 来 源 ： 世
化 网 ）
益生 菌或将取代 家禽 中 使用 的 抗生 素
近 日 据 媒体 报 道 英 国 和 我 国 科
，
和 盆栽 作 物 、 景 观作 物 等 周 围 杂 草 此
外 ，
还 不易 漂移 Ｃｈ ｅ ｅ ｔａ ｈＰ ｒ ｏ
，
有助 于草 坪
管 理 者 创 建 清 晰 的 边 界 标 间 ， 尤 其 适
用 于 高 尔 夫 球 场 、 运 动 场 及 观 赏 作 物
周边 的精确 修剪 。 此外
Ｃｈ ｅ ｅ ｔａ ｈ Ｐ ｒ ｏ
香 蕉 的 基 因 使 其 具 有 耐 寒 特 性 。 此 ，
全球除草剂的趋势
全球除草剂的趋势
全球除草剂的趋势主要包括以下几个方面：
1. 生物除草剂的发展：随着人们对环保意识的提高和对化学物质的担忧，生物除草剂的研发和应用逐渐受到关注。
生物除草剂通常是利用微生物或植物提取物等天然物质来进行除草，具有环保、安全等优势，未来可能成为除草剂发展的主要方向之一。
2. 绿色化学除草剂的研发：为了减少对环境的影响，化学除草剂的研发也趋向于绿色化学，即尽量减少有害物质的使用，提高生物降解性，减少对土壤和水源的污染。
3. 抗草剂的研究与应用：由于除草剂的过度使用可能导致一些杂草产生抗草性，因此研究和开发新的抗草剂也成为了当前的趋势之一。
4. 保护非目标植物的技术发展：除草剂使用可能会对非目标植物产生不利影响，因此研究和开发保护非目标植物的技术也成为了趋势之一，包括靶向性、局部性使用等技术的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
抗除草剂拿捕净新种质的创新与利用
李会霞1 史关燕2
（1山西省农业科学院谷子研究所，长治046011；2山西省农业科学院经济作物研究所，汾阳032200）
摘要：对引入的抗除草剂拿捕净种质进行杂交转育，创制了多个抗除草剂新种质；利用抗除草剂新品种来解决谷田除草问题，利用抗除草剂种质与不育系组配杂交种来大幅度提高谷子的产量水平，利用抗除草剂种质与不抗除草剂姊妹系按一定比例混合播种，进行谷子化杀间苗简化栽培。
谷子抗除草剂常规种或杂交种的选育及应用，减轻了谷田人工间苗、除草的繁重劳动。
苗期施用除草剂后，在去除了不抗除草剂谷苗的同时，也去除了部分田间杂草，达到了简化谷子栽培的目的。
关键词：谷子；抗除草剂；拿捕净；常规种；杂交种
谷子是我国的特色作物，种植面积占世界的80%。
山西省谷子年播种面积约27万hm2，面积仅次于小麦、玉米，居杂粮作物的首位。
在禾谷类作物中，谷子的营养最为丰富而且营养比较均衡，是山西农民喜食的主粮，也是城镇居民主要的调剂食粮；另外，谷子较其他作物明显耐旱，是干旱地区持续农业发展的支柱作物之一。
随着市场经济的发展，谷子成为山西的主要“经济作物”之一，在山西小杂粮发展战略中占有重要位置。
但是，多年来，谷子的间苗、除草一直靠手工作业，劳动效率低下，致使规模化生产难以实现，再加上如果苗期遇到连阴雨天气，易发生草荒而造成严重减产甚至绝收，这些因素都严重制约着谷子生产的发展，因此使谷子种植面积呈现下降趋势。
如何做到谷子种植的简约化，再度成为谷子栽培中的瓶颈问题。
为此，许多谷子育种工作者和栽培专家都在进行谷子简化栽培技术研究。
近年来，山西省农业科学院谷子杂优协作组（包括谷子所、经作所、高粱所），针对山西省谷子生产落后、产量水平和种植效益低而不稳等现状，开展了抗除草剂新种质的选育研究，目的也是为了解决谷子间苗除草难的问题，减轻谷农的劳动强度，使谷子生产规模化。
已选育出晋谷56、晋谷57等抗除草剂拿捕净谷子新品种用于生产，并且利用抗除草剂性状显性的特点，选育出3个抗除草剂谷子杂交种用于生产。
基金项目：山西省科技攻关项目（20130311005-1，20120311004-1）
1 抗除草剂拿捕净谷子新种质的创新过程
1.1 抗除草剂种质DSB553的利用思路 6年来谷子所培育出谷子高度雄性不育系长10A，其不育性状稳定，不育率100%，不育度90% 95%，用其5% 10%的结实来繁殖不育系种子（所以称为高度雄性不育系）。
制种时，母本上所结实的种子有2种：不育系自交结实种子（假杂交种）和接受父本花粉而异交结实的种子（真杂交种）。
当时选用的父本叶鞘均带有紫苗性状（紫苗性状为显性，不育系长10A的叶鞘色为绿色。
），这样可以在间苗时通过叶鞘颜色去绿留紫来去除假杂种。
1998年山西杂优协作组从中国农科院品资所引入了抗除草剂（拿捕净）材料DSB553，因其抗除草剂性状为1对基因控制的显性性状，可通过杂交把抗除草剂基因转育到恢复系中，而不育系不抗除草剂，利用这一特性选育抗除草剂谷子杂交种。
在进行抗除草剂杂交种生产利用时，可以通过喷施除草剂拿捕净去掉其中的假杂交种（不育系自交种子）。
同时根据杂交种的真杂种率调整播种量，通过苗期喷施除草剂，一方面去假留真，另一方面实现谷子栽培少间苗、少锄草，简化谷子栽培技术，完成谷子栽培由传统栽培向现代农业栽培技术的转变，实现全省谷子生产杂优化、栽培技术现代化。
1.2 抗除草剂拿捕净新种质的选育过程 谷子的近缘野生种资源十分丰富，具有一定的抗除草剂或耐除草剂基因，对谷子的抗除草剂种质选育具有重要意义。
1993年加拿大研究工作者从野生青狗尾草中发现了抗拿捕净（Sethoxydmi）材料和抗氟乐灵材料（Trifuraline）[1-3]。
后来，相关研究人员通过杂交、回交等方法，将野生青狗尾草中的抗除草剂基因转移到栽培谷子中。
2010年河北省农林科学院谷子研究所师志刚等育成了3个抗咪唑乙烟酸谷子新品系，产量接近生产水平。
谷子杂优协作组引入抗除草剂拿捕净种质DSB553后，通过种植发现：首先，DSB553的产量性状不佳，植株较矮，穗子细小，刚毛较长；其次，DSB553早熟，抽穗期为7月22日左右，比山西省谷子约早10d，不易直接利用；所以从1999年起，开始了抗除草剂新。