抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展概況及草甘膦的競爭對手.課件

1、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展概況及草甘膦的競爭對手張一賓上海市農(nóng)藥研究所目 次1.前言2.全球抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展概況3.草甘膦的競爭對手4.結(jié)語1.前 言草甘膦是全球銷售市場最大的農(nóng)藥品種在抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物誕生前，莠去津是除草劑中銷售市場最高的品種。而草甘膦僅排位第五?？钩輨┺D(zhuǎn)基因作物的誕生，造就了一批除草劑的發(fā)展，特別是非選擇性除草劑，其中以草甘膦更為典型。草甘膦的全球市場可謂直線上升。草甘膦從1974年開始銷售，到1995年銷售額為約500萬噸，目前使用量已達(dá)5000萬噸?？梢院敛豢鋸埖卣f：草甘膦市場的發(fā)展得益于轉(zhuǎn)基因作物的增長。2.全球抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展概況從1986年孟山都

2、將抗草甘膦基因成功導(dǎo)入大豆基因組，培育了抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆，并于1996年商業(yè)化。由此，掀起了種植抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的序幕。目前，種植抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物有大豆、棉花、玉米、油菜、苜蓿、甜菜、甘藍(lán)等，并已商業(yè)化。2.1全球轉(zhuǎn)基因作物市場：1998199920002001200220032004200520062007200816.5321.7224.3428.3933.1439.4047.0052.9660.5072.7593.50億美元2.2各地區(qū)和各國轉(zhuǎn)基因作物的銷售額世界各地區(qū)轉(zhuǎn)基因作物的銷售額世界各國轉(zhuǎn)基因作物的種植面積2002200620072007/2006美國3954.657.76

3、%阿根廷1318.019.16%加拿大3.56.17.015%巴西/11.515.030%中國2.13.53.89%巴拉圭/2.02.630%印度/3.86.263%南非0.31.41.829%烏拉圭/0.40.523%澳大利亞0.150.20.1-50%西班牙/0.10.10羅馬尼亞/0.10.10菲律賓/0.20.350%墨西哥/0.10.10其他/0.20.20合計0.1510411511%百萬公頃2.3世界各種類型轉(zhuǎn)基因作物市場抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物（種子）：37.47億美元，占51.5%?？瓜x轉(zhuǎn)基因作物（種子）：12.80億美元，占17.6%。堆積轉(zhuǎn)基因作物：22.48億美元，占30.9

4、%。2.4各種轉(zhuǎn)基因作物的市場玉米：35.28億美元，48.5%。大豆：26.84億美元，36.9%。棉花：8.44億美元，11.6%。苜蓿：2.04億美元，2.8%。其他：0.15億美元，0.2%。3.草甘膦的競爭對手草甘膦的市場主要為兩個方面，一是非農(nóng)業(yè)用途及果園等；二是轉(zhuǎn)基因作物。作為草甘膦的對手，主要包括三個方面：（1）抗性（2）資源（3）品種3.1抗性草甘膦具有使用方便、效果顯著、價格低廉等特點。但由于長期使用也勢必產(chǎn)生抗性，此也為其他轉(zhuǎn)基因作物用農(nóng)藥及一些選擇性除草劑提供了機會?？共莞熟⑥D(zhuǎn)基因作物已在23個國家的1.14億公頃土地上種植。目前，已發(fā)現(xiàn)對草甘膦具抗性的雜草有35種。由

5、于抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物的殘存根茬、種子存在，會形成抗草甘膦的“自生作物”，其會嚴(yán)重影響產(chǎn)量、品質(zhì)，需使用抗其他除草劑的轉(zhuǎn)基因作物，如草銨膦。另外，一些抗草甘膦作物會與某些雜草雜交，產(chǎn)生了抗性雜草。同時，已知有脫羧酶對草甘膦有抗性，而新的草甘膦抗性機制也會不斷形成。如報道一種新的細(xì)菌酶GDC-1和GDC-2，它們經(jīng)代謝鈍化草甘膦，此二種酶和已知的脫羧酶同源。3.2資源磷是一種非再生資源，經(jīng)消耗會越來越少。磷也是一種人類生命及生活中必不可少的重要物質(zhì)。磷亦為生命科學(xué)的（包括動物、植物）關(guān)鍵物質(zhì)。磷被廣泛用于化肥、農(nóng)藥、食品添加劑、洗滌劑、機械、冶金、選礦、鉆井、電鍍、顏料、涂料、紡織、印染、制革、醫(yī)

6、藥、食品、玻璃、陶瓷、搪瓷、水處理、耐火材料、建材、日用化學(xué)品、造紙、彈藥、阻燃及滅火、電子電器材料、傳感元件材料、離子交換劑、催化劑、人工生物材料、太陽能電池材料、光學(xué)材料等。磷化工產(chǎn)品成為國民經(jīng)濟中一個重要產(chǎn)業(yè)。磷化工產(chǎn)品關(guān)系到人的衣食住行各個領(lǐng)域。磷更是一個重要戰(zhàn)略物資。據(jù)美國地質(zhì)局統(tǒng)計，世界磷酸鹽巖經(jīng)濟儲量為180億噸，基礎(chǔ)儲量為500億噸（前者指開采成本低于35美元/噸的礦；后者為低于100美元/噸的磷礦）全球磷灰石儲量最大的國家國家儲量儲量基礎(chǔ)摩洛哥57210中國66130美國1234南非1525約旦912世界主要國家磷酸鹽巖產(chǎn)量（萬噸）國家或地區(qū)200520062007美國361

7、030702970中國304030703500摩洛哥287927002800俄羅斯110011001100突尼斯822800770約旦638581570巴西549580600敘利亞385385380以色列324295300南非258260270澳大利亞220230220埃及214220230塞內(nèi)加爾1586080多哥102100100其他國家地區(qū)771774800合計151001420014700由表可見全球主要產(chǎn)磷國家（美國、摩洛哥）產(chǎn)量多呈下降趨勢，而中國則增長最為迅速。2007年全球磷酸鹽巖產(chǎn)量比2005年下降了400萬噸，而中國則增加了460萬噸。中國高品位磷資源按現(xiàn)在用量則只能保證未

8、來20年使用。為此，人們積極開發(fā)一些非磷的非選擇性除草劑來替代含磷非選擇性除草劑用于轉(zhuǎn)基因作物上。3.2品種如前述的抗性原因和資源原因，人們在繼續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)基因作物同時，還積極開發(fā)抗其他除草劑的轉(zhuǎn)基因作物。同時，開發(fā)其他非選擇性除草劑用于替代草甘膦等。（1）開發(fā)的其他抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物已知的有抗草銨膦、草硫膦、溴苯腈等非選擇性除草劑的轉(zhuǎn)基因作物。其中草銨膦為至今未發(fā)生抗性的品種。巴斯夫和陶農(nóng)科公司開始進(jìn)行ALS抑制劑（磺酰脲類、咪唑啉酮類、嘧啶磺胺類、嘧啶水楊酸類、三唑嘧啶類、磺酰胺羧酰、三唑酮類）的抗性作物的田間試驗其作為草甘膦的補充，或在雜草不構(gòu)成嚴(yán)重威脅的地方使用。巴斯夫公司和巴西作物科學(xué)院

9、宣布共同研究ALS抑制的抗性大豆和甘蔗，將在2011年上市?？箤αu苯基丙酮酸鹽雙氧化酶（HPPD）抑制劑除草劑(主要抑制八氫番茄紅素去飽和酶和類胡蘿卜素酶)。1999年已開始田間試驗。2007年11月拜耳公司于Mertec,M.S.Tech公司共同開發(fā)。此類除草劑主要品種有磺草酮、甲基磺草酮、異噁唑酮等。抗乙酰輔酶A羧化酶（ACC酶）和激素類除草劑。正在研究開發(fā)之中。品種有烯禾啶、吡氟禾草靈等?？乖策趸福≒PO）抑制劑: 此類除草劑沿用了40年，抗性雜草發(fā)展較慢，此類除草劑可進(jìn)行土壤處理，是草甘膦的補充?，F(xiàn)已研究出了抗PPO抑制劑的玉米、水稻。 主要品種有乙氧氟草醚、氟磺胺草醚、丙炔氟

10、草胺、氟烯草酸等。P450酶抑制劑具有開發(fā)抗此類作用除草劑作物的潛力。已發(fā)現(xiàn)對敵草隆產(chǎn)生抗性的作物。還發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)450酶基因的大豆對眾多除草劑表現(xiàn)抗性。尤其值得關(guān)注的抗二個除草劑的轉(zhuǎn)基因作物：2，4-滴、麥草畏，已開發(fā)了抗2，4-滴的作物，估計不久可上市。另抗麥草畏（土壤中易降解）的轉(zhuǎn)基因大豆可耐2-8千克/公頃劑量的麥草畏。估計抗麥草畏的大豆、玉米可在2012年上市。麥草畏和2，4-滴全球市場2003年2007年麥草畏1.551.802，4-滴2.903.75億美元另外，還有一些發(fā)展品種值得關(guān)注：如glufosinate-P為日本明治制藥公司所發(fā)的非選擇性除草劑。NH2以上品種將對草甘膦形成相對威脅，也是發(fā)展趨勢。專家認(rèn)為，農(nóng)民將不會單一用草甘膦，必須使用多元化雜草防除。因此，一些公司在開發(fā)抗草甘膦同時，也開發(fā)其他作用模式的抗除草劑作物，并使用多元化方法控制雜草。此也是今后發(fā)展方向。4.結(jié) 語毫無疑義，抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物還將繼續(xù)發(fā)展，相應(yīng)此類除草劑也將會繼續(xù)發(fā)展。全球都十分關(guān)心轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展?？傊?，草甘膦的崛起得益于抗除草劑轉(zhuǎn)基因作