抑制类胡萝卜素除草剂的作用机理

摘要

类胡萝卜素生物合成是极佳的除草剂作用靶标，经类胡萝卜素生物合成抑制剂处理后的植物最明显的症状是产生白化叶片。植物产生白化叶片的首要原因是类胡萝卜素生物合成被抑制，其次是叶绿素生物合成被抑制，而且已合成的叶绿素还会遭到破坏。尽管经药剂处理后的植株仍能生长一段时间，但是由于不能产生绿色的光合组织，因此其生长不可能持续下去，随后生长停止，植物死亡。由于此类除草剂以类胡萝卜素生物合成为作用点，确保了动植物之间的选择毒性，具有高效、低毒的特点，成为新型除草剂开发的热点。类胡萝卜素生物合成需要多种酶的参与(见图1)。理论上讲，抑制参与催化的任何一种酶都能阻断类胡萝卜素的生成，最终导致植物死亡。目前，研究较为多的作用位点是八氢番茄红素脱氢酶(PDS)、对-羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)、ξ-胡萝卜素脱氢酶(ZDS)、红素环化酶(lycopene cyclase)。本文主要介绍这几种酶，并对其抑制剂的研究作了不同程度的阐述。