Abbildung 2. NMR-Spektrum von Glufosinat-Ammonium

Produktanwendungen

Die Hauptanwendungsgebiete von Glufosinat-Ammonium als wirksames nichtselektives Herbizid umfassen mehrere Schlüsselbereiche:

★ Gentechnisch veränderte Pflanzen: Glufosinat-Ammonium ist ein ideales Herbizid für viele Glufosinat-resistente gentechnisch veränderte Pflanzen wie Glufosinat-resistente Sojabohnen, Mais und Reis.

★ Feldmanagement: Die Anwendung von Glufosinat-Ammonium auf Feldern trägt dazu bei, eine breite Palette von Unkrautarten zu eliminieren, einschließlich solcher, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu kontrollieren sind, wie Alopecurus myosuroides und Poa annua, und schafft so günstigere Bedingungen für das Pflanzenwachstum.

★ Obstgartenpflege: Der Einsatz von Glufosinat-Ammonium in Obstgärten kann den Nährstoffverbrauch durch Unkraut verringern und so sicherstellen, dass Obstbäume ausreichend Nährstoffe erhalten, was wiederum zu höheren Fruchterträgen und höherer Qualität führt.

★ Forstvegetationsmanagement: Die Anwendung von Glufosinat-Ammonium im Forstmanagement hilft, das Wachstum von Unkraut zu unterdrücken, Bäume vor den negativen Auswirkungen von Unkraut zu schützen und das gesunde Wachstum der Wälder zu fördern.

Anwendungsbeispiel (Literaturanalyse)

In dem 2023 im „Plant Biotechnology Journal“ erschienenen Artikel „Precision editing of GLR1 confers glufosinate resistance without yield penalty in rice“ gelingt es Forschern, durch die präzise Bearbeitung des GLR1-Gens eine Glufosinat-resistente Reissorte zu züchten, ohne den Ernteertrag zu verringern.

★ Forschungsmethoden

• Mutanten-Screening: Forscher suchten zunächst durch Schwerionenstrahlbehandlung und Glufosinat-Screening nach zwei Glufosinat-resistenten Mutanten, glr1 und glr2, in Reissorten.
• Messung des physiologischen Index: Der glr1-Mutant wurde für die Glufosinat-Behandlung ausgewählt und physiologische Indizes wie Überlebensrate, Chlorophyllgehalt, Pflanzenlänge, Wurzellänge, Frischgewicht und Trockengewicht wurden gemessen.
• Molekularbiologische Analyse: Die Funktion des GLR1-Gens und seine Rolle bei der Glufosinatresistenz wurden mittels quantitativer PCR, Genbearbeitung und genetischer Komplementation untersucht.
• Genbearbeitung: Das GLR1-Gen wurde mithilfe der CRISPR-Cas9-Technologie präzise bearbeitet, um seine Rolle bei der Glufosinatresistenz zu bestätigen.

★ Forschungsergebnisse

• Resistenzüberprüfung: Der glr1-Mutant zeigte eine signifikante Resistenz gegen Glufosinat mit einem Resistenzindex (RI) von 2,1, der deutlich höher ist als beim Wildtyp.
• Verbesserung des physiologischen Index: Nach der Behandlung mit Glufosinat waren die physiologischen Indizes des glr1-Mutanten, wie Überlebensrate und Chlorophyllgehalt, denen des Wildtyps überlegen.
• Molekularer Mechanismus: Der Gehalt an Ammoniak, H2O2 und MDA im glr1-Mutanten war signifikant niedriger als im Wildtyp, was auf eine bessere Fähigkeit zum Abbau toxischer Substanzen durch Glufosinat hindeutet.
• Genfunktion: Das GLR1-Gen kodiert einen Transkriptionsfaktor der ARF-Familie, der die Expression von Genen wie OsGS1, OsCYP51G3 und OsCATA unterdrückt, indem er an ihre Promotorregionen bindet und so die Glufosinatresistenz beeinflusst.

★ Forschungsschlussfolgerung

Durch die gezielte Bearbeitung des GLR1-Gens ist es möglich, eine Glufosinat-resistente Reissorte zu züchten, ohne deren Ertrag zu beeinträchtigen.

★ Experimentelle Abschnitt Bildanzeige