製品紹介

グルホシネートアンモニウムは、ホスフィノトリシン (PPT) を有効成分とする、毒性が低く、活性が高く、広範囲に作用する非選択性除草剤です。PPT はグルタミン酸の構造類似体で、グルタミン合成酵素 (GS) の活性を競合的に阻害し、アミノ酸とグルタミンの合成を阻害します。グルタミンが不足すると、植物はアンモニアを解毒できず、光合成が阻害され、最終的に植物が死に至ります。

グルホシネートアンモニウムは農業生産において重要な役割を果たしており、特にグルホシネート耐性遺伝子組み換え作物の推進により、その応用展望はさらに広がっています。果樹園や非農耕地の雑草を防除するだけでなく、遺伝子工学研究における選択剤としても機能します。植物遺伝子工学では、PPTはグルホシネート耐性遺伝子組み換え作物をスクリーニングするための選択マーカーとしてよく使用されます。異なるストレプトマイセス由来のbar(ビアロホス耐性)遺伝子とpat(ホスフィノトリシンアセチルトランスフェラーゼ)遺伝子は、どちらもグルホシネートを不活性化合物に解毒するグルホシネートアセチルトランスフェラーゼ(PAT)をコードしています。さらに、パラコートやグリホサートなどの他の除草剤と比較して、グルホシネートアンモニウムは安全性が高く、効果が長く続くという利点があります。

図1. グルホシネートアンモニウムの構造式

製品特性

CAS番号: 77182-82-2

分子式: C5H15N2O4P

外観: 白色からオフホワイト色の粉末

溶解性: 水に溶けやすいが、有機溶媒には溶けにくい

純度: ≥95%

同定: NMR (スペクトル情報は以下の通り)

図 2. グルホシネートアンモニウムの NMR スペクトル

製品アプリケーション

グルホシネートアンモニウムは効率的な非選択性除草剤として、主に以下の重要な分野に使用されています。

★ 遺伝子組み換え作物: グルホシネートアンモニウムは、グルホシネート耐性大豆、トウモロコシ、米など、多くのグルホシネート耐性遺伝子組み換え作物に最適な除草剤です。

★ 圃場管理:グルホシネートアンモニウムを圃場に散布すると、Alopecurus myosuroides や Poa annua など、従来の方法では防除が難しい雑草を含む幅広い雑草種を駆除するのに役立ち、作物の成長にとってより好ましい条件を作り出します。

★ 果樹園の維持管理:果樹園でグルホシネートアンモニウムを使用すると、雑草による栄養素の消費が減り、果樹が十分な栄養を摂取できるようになり、果実の収穫量と品質が向上します。

★ 森林植生管理:森林管理においてグルホシネートアンモニウムを使用すると、雑草の成長を抑制し、雑草による悪影響から樹木を保護し、森林の健全な成長を促進するのに役立ちます。

応用例(文献分析)

2023年に「Plant Biotechnology Journal」に掲載された論文「GLR1の精密編集によりイネの収量低下なしにグルホシネート耐性が付与される」では、研究者らがGLR1遺伝子を精密に編集することで、作物収量を低下させることなくグルホシネート耐性イネ品種の栽培に成功した。

★ 研究方法

  • 変異体のスクリーニング: 研究者らはまず、重イオンビーム処理とグルホシネートのスクリーニングを通じて、イネ品種から 2 つのグルホシネート耐性変異体 glr1 と glr2 をスクリーニングしました。
  • 生理指標測定:グルホシネート処理用にglr1変異体を選択し、生存率、クロロフィル含有量、植物の長さ、根の長さ、新鮮重量、乾燥重量などの生理指標を測定した。
  • 分子生物学分析: GLR1 遺伝子の機能とグルホシネート耐性におけるその役割を、定量的 PCR、遺伝子編集、遺伝子補完を通じて研究しました。
  • 遺伝子編集: GLR1 遺伝子は、グルホシネート耐性におけるその役割を確認するために、CRISPR-Cas9 技術を使用して正確に編集されました。

★研究成果

  • 耐性検証: glr1 変異体はグルホシネートに対して顕著な耐性を示し、耐性指数 (RI) は 2.1 で、野生型よりもはるかに高い値を示しました。
  • 生理指標の改善:グルホシネート処理後、glr1 変異体の生存率やクロロフィル含有量などの生理指標は野生型よりも優れていました。
  • 分子メカニズム: glr1 変異体のアンモニア、H2O2、MDA の含有量は野生型よりも大幅に低く、グルホシネートによる毒性物質を除去する能力が優れていることを示しています。
  • 遺伝子機能: GLR1 遺伝子は、プロモーター領域に結合して OsGS1、OsCYP51G3、OsCATA などの遺伝子の発現を抑制し、グルホシネート耐性に影響を与える ARF ファミリー転写因子をコードします。

★研究の結論

GLR1遺伝子を正確に編集することで、収穫量に影響を与えずにグルホシネート耐性のイネ品種を栽培することが可能になります。

★実験部画像表示

図3. (a) 2週間のグリホサート処理前後のWTおよびglr1 14日齢苗の表現型分析。(b) 生理学的指標:苗の生存率、クロロフィル含有量、アンモニア含有量、H 2 O 2含有量、MDA含有量、GS活性、SOD活性、およびCAT活性分析

この製品を使用しているお客様が発表した科学論文(不完全な統計:一部)

[1] Zhang P、He R、Yang J、Cai J、Qu Z、Yang R、Gu J、Wang ZY、Adelson DL、Zhu Y、Cao X、Wang D。長い非コードRNA DANA2はERF84をリクルートしてJMJ29を介したヒストン脱メチル化を促進することで干ばつ耐性を正に制御します。Mol Plant。2023年8月7日;16(8):1339-1353。doi:10.1016/j.molp.2023.08.001。Epub 2023年8月7日。PMID:37553833。IF = 27.5

[2] Cai J、Zhang Y、He R、Jiang L、Qu Z、Gu J、Yang J、Legascue MF、Wang ZY、Ariel F、Adelson DL、Zhu Y、Wang D. LncRNA DANA1 は、シロイヌナズナの乾燥耐性と乾燥応答性遺伝子のヒストン脱アセチル化を促進します。 EMBO 代表、2024 年 2 月;25(2):796-812。土井: 10.1038/s44319-023-00030-4。 Epub 2024 1 月 2 日。PMID: 38177920。IF=7.7

商品の注文

製品名

猫#

仕様

グルホシネートアンモニウム

60221ES01/03

100mg/1g

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