中評社北京6月15日電／據科技日報報導，草甘膦年產量超70萬噸，是全球應用最廣、產量最大的除草劑。然而草甘膦濫用會產生雜草耐藥性，並對生態環境和人類健康產生潛在威脅。近日，湖北大學生命科學學院郭瑞庭教授團隊首次解析了來源於芒稗（一種惡性的稻田雜草）的醛酮還原酶AKR4C16和AKR4C17催化草甘膦降解的反應機制，並通過分子改造大幅提升了AKR4C17對草甘膦的降解效率。該研究成果近日在線發表在國際期刊《有害物質雜誌》上。
日益嚴重的草甘膦耐藥性
草甘膦自20世紀70年代問世以來，風靡全球，逐漸成為最廉價、應用最廣、產量最大的廣譜除草劑。它通過特異性來抑制植物生長代謝過程中關鍵的5－烯醇丙酮醯莽草酸－3－磷酸合酶，從而引起包括雜草在內的植物代謝紊亂和死亡。“因此，培育抗草甘膦的轉基因作物並搭配草甘膦在田間使用，是現代農業中控制雜草的一種重要方式。”郭瑞庭介紹。
然而，隨著草甘膦的廣為使用及濫用，數十種雜草逐漸進化，產生了較高的草甘膦耐受性。此外，抗草甘膦的轉基因作物並不能夠分解草甘膦，導致草甘膦會在作物內積累和轉運，還有可能通過食物鏈傳播危害人類健康。
因此，亟須挖掘可以降解草甘膦的基因，以培育低草甘膦殘留的高抗草甘膦轉基因作物。
2019年，中國和澳大利亞的研究團隊首次從抗草甘膦的芒稗中，鑒定出2個降解草甘膦的醛酮還原酶——AKR4C16和AKR4C17，AKR4C16和AKR4C17利用NADP＋（煙醯胺腺嘌呤二核苷磷酸，一種輔酶）作為輔因子，將草甘膦降解為無毒的氨甲基膦酸和乙醛酸。
“AKR4C16和AKR4C17是首次報導的植物自然進化產生的草甘膦降解酶。”本文共同通訊作者戴隆海副教授說，但對於這兩個蛋白是怎麼催化草甘膦降解的分子機制一直尚不清楚，阻礙了進一步開發利用這兩種降解酶解決耐藥性和草甘膦難以降解的難題。 |
