抗草甘膦作物的研究進展初探

中圖分類號：S481文獻標識碼：A文章編號：1008-925X(2012)02-0002-01

摘要:抗草甘膦作物從1996年起在美國和南美洲部分國家得到迅速發展。到2008年種植抗草甘膦大豆、抗草甘膦玉米、抗草甘膦棉花和抗草甘膦油菜已經占普通大豆、玉米、棉花和油菜種植面積的一半以上，而且種植抗草甘膦苜蓿也有十多萬hm2，本文就抗草甘膦作物的研究近況和發展情況，尤其是第二代抗草甘膦作物HGFVGHJP[；PJHGFX-0987REW的研究進展情況，初步探討了抗草甘膦作物的研究意義和未來。

關鍵詞：抗草甘膦作物 抗除草劑 大豆 研究發展

近十余年來，隨著生物科學技術，特別是DNA 技術的發展，抗草甘膦作物有了飛速的發展。草甘膦的（通用名：Glyphosate）結構式：是一種內吸、傳導型廣譜滅生性、無殘留苗后除草劑。它能通過葉、莖等吸收，傳導至植物的各個部分，對深根多年生和一、二年生禾本科、莎草科和闊葉雜草非常有效。目前全球草甘膦的產量和銷售額已穩居農藥品種的首位。但由于它是滅生性除草劑，因此不能用于大豆、玉米、棉花、油菜等大宗作物上。于是從1996年開始，美國首先在大豆上采用抗草甘膦作物（簡稱GRCs）技術其后，此后10多年間，13個國家5種抗草甘膦作物（大豆、玉米、棉花、油菜、苜蓿）的種植面積已超過7400萬hm2。如今隨著抗草甘膦大豆的迅速推廣及擴大種植，在世界大豆交易中，抗草甘膦大豆已占主導地位，我國每年進口抗草甘膦大豆達1000萬噸以上。在此本文就GRCs的現狀和未來，尤其是第二代抗草甘膦作物作一簡述。

1 抗草甘膦作物的發展背景

草甘膦是一種抑制5-烯醇丙酮酰莽草酸3-磷酸酯合成酶（簡稱EPSPS）的廣譜除草劑。它的作用方式、殺草譜、環境和安全性已在許多論文中敘述過。開展作物對草甘膦的抗性遺傳研究，為草甘膦抗性品種的選育奠定了理論基礎，抗草甘膦作物是植物生物技術中第一個最廣泛采用的技術，大部分抗性品種都是應用最近研究的分子生物學與植物轉移技術將外源基因導入而成，GRCs即是將抗草甘膦無性系CP4-EPSPS引入植物體內，這樣的植物體就能耐草甘膦的毒性。GRCs在經濟上的受益、作物高產、靈活性、除草效果的提高和保護耕作，使GRCs迅速在大豆、玉米、棉花、油菜、苜蓿等作物上采用。目前，抗草甘膦（簡稱GR）玉米、GR大豆、GR油菜和GR棉花所帶來的純收入達14.91億美元。

2 抗草甘膦作物的發展現狀和使用情況

迄今為止，以美國孟山公司為主的研究團隊已成功研發出眾多抗草甘膦作物，有大豆、棉花、玉米、油菜、花生、小麥、水稻、甜菜、馬鈴薯、番茄、向日葵、煙草、楊樹和百脈根等。其中以抗草甘膦大豆和玉米發展最為迅速。下面就2種種主要作物簡述如下：

抗草甘膦大豆，從1996年開始，美國3000多萬hm2的大豆田中有2900多萬hm2是GR大豆，占近95%以上。美國種植GR大豆約占世界GR大豆的一半以上。而全球GR大豆占全球大豆種植面積六成以上。

抗草甘膦玉米是僅次于抗草甘膦大豆的作物。全球種植GR玉米公頃數超過世界種植玉米公頃數的六成以上。但種植GR玉米的增長速度，相對來說并沒有對應的GR大豆和GR棉花的增長速度快。限于2004年前歐州進口GR玉米的認可并沒有被批準。2004年GR玉米進口歐洲有限，但2004年以后，進口被許可以后，至2006年歐洲進口GR玉米增長迅速。

GR棉花一般只限在早期（5葉展開期）使用草甘膦，由于第一代GR棉花對草甘膦抗性的不斷增加，因此以孟山都公司為代表的研發集團正在積極研究第二代GR棉花。

2005年GR苜蓿由美國孟山都公司和飼料遺傳國際Nampa公司協作完成。次年美國有4萬hm2GR苜蓿。該技術使種植者變更雜草防治方法，改善作物安全性，增加了持效，顯然用這種技術在不久將來會使GR苜蓿種植面積不斷擴大。

目前管理作物雜草的辦法包括化學除草劑、耕作法和GM特性用途的綜合使用。種植者可以從上述辦法中進行選擇性的搭配。在這些選擇中，市場研究所收集的數據表明所有的GR大豆中有1/4接受了非草甘膦的處理，但GR棉花卻有3/4使用了不同作用機制的除草劑；耕作也是管理雜草的一個有效方法，常規的耕作是指作物雜草的控制以及在收割后的松土中采用機械手段來進行苗床整地。

3 抗草甘膦作物的未來展望

自從上世紀90年代中提出GR技術以來，生物技術取得了巨大的進步。這是第二代GR作物研發的關鍵因素之一，其中的最明顯的案例就是GR棉花。最初GR棉花僅限在其四葉期以上噴灑草甘膦。在四葉期以下噴灑草甘膦，但這樣導致損失果實并帶來產量降低。所有種植者必須不接觸農作物，或是在物理屏蔽草甘膦和農作物的情況下使用噴灑草甘膦。但現在人們已經提出了新的辦法，使用強力嵌合促進劑進入草甘膦酶中。促進CP4-EPSPS到達的第二代GR棉花就具有很好的在四葉期以下耐噴灑草甘膦的特性，而且這樣可以制成無毒產品。事實證明這種第二代的GR棉花于2006年在美國種植非常成功。另外第二代GR大豆和GR油菜目前正由孟山都公司牽頭研發之中，前景非常樂觀。

4 結束語

自上世紀70年代孟山都公司成功研發出除草劑草甘膦；接著20世紀90年代初我國研發出該技術以來，該有機磷除草劑迅速推廣開來。因其原料易收集、工藝流程簡單、殺草譜廣、防除多年生深根雜草效果好等優點，選育與生產推廣以草甘膦為目標的抗草甘膦作物品種也成為必然。抗草甘膦作物自1996年起至2006年，全球抗草甘膦作物的種植面積已超過7500萬hm2。種植抗草甘膦作物對作物的除草、增產效果，保護耕作，且經濟上的受益是有目共睹的。但需要指出的是GR技術帶來的雜草遷移和雜草耐藥性等棘手問題，如今已經引起人們的注意。另外，GM昆蟲防護，GM雜醇油和蛋白質的修飾和GM的增加，都能幫助生產出更加健康的作物。

參考文獻

[1] 張麗萍，張貴云．抗除草劑作物研究進展，北京農業科學，1999（10）

[2] 陳旭升．抗除草劑棉花研究進展，江西農業學報，2006，18(1)