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HPPD抑制剂除草剂的宿世此生及研究进展

阅读次数: 日期:2017年6月15日 16:36

农药HPPD抑制剂除草剂最早起源于20世纪70年月末的稀禾啶(sethoxydim),它是一种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂(属于环己稀酮类)除草剂,用于多种(如大豆、棉花、油菜、生果和甜菜等)阔叶作物上防除单子叶杂草,具有较好的除草活性。1982年捷利康(现先正达)公司在停止三酮类除草剂的研讨时,起首发明对-羟苯基丙酮酸双氧化酶(4-hydroxyphenyl-pyruvate dioxygenase,简称HPPD)是这类除草剂的靶标。

 

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HPPD普遍存在于各类有机体内,它在很多心理化合物的生物分解中起着非常重要的感化,并到场动物中质体醌和生养酚的生物分解,同时也到场了大多数生物体中和苯丙氨酸的分解代谢。在有氧条件下,HPPD催化对-羟苯基丙酮酸(HPPA)转化为尿黑酸(HGA),这个历程包罗氧化脱羧芳环羟基化以及羧甲基的1,2位迁徙。尿黑酸的生物分解历程被抑止,招致质体醌和生养酚的生物分解受阻。在高档动物中,生养酚能够是细胞膜的抗氧化剂,是细胞膜的构造构成身分之一;质体醌是光合作用中电子通报的载体,同时质体醌仍是八氢番茄红素去饱和酶的枢纽帮助因子,质体醌的削减使八氢番茄红素去饱和酶的摧毁感化受阻,从而影响类胡萝卜素生物分解,使动物终极呈现白化症状而逐步灭亡。

 

HPPD可将氨基酸酪氨酸转化为质体醌,当HPPD遭到抑止时,会形成动物分生组织中酪氨酸积聚和质体醌的衰竭,3~5天内动物分生组织会呈现黄化症状,随之惹起枯斑,1~2周后广泛整株,动物白化而逐步灭亡。

 

早在1970年头期,日本三共(Sankyo)公司初次开辟防治稻田稗草及若干莎草科杂草的吡唑类化合物中第一个HPPD抑制剂除草剂吡唑特(Pyrazolate)。1983年三菱油化学公司开辟出防除稻田一年生和多年生阔叶杂草的吡草酮(Benazofenap),1984年石原财产开辟出吡草唑(Pyrazoxyfen),用于水田防除一年生与多年生杂草。这些吡唑类种类的开辟胜利及使用奠基了HPPD抑制剂除草剂的根底。

 

在对HPPD抑制剂除草剂靶标的体系研讨后,终极招致了在欧洲玉米田苗后防除阔叶杂草磺草酮(sulcotrione)商品的呈现和开辟;同时在美国也开辟出一种苗前、苗后防除玉米田阔叶杂草的除草剂(ZA1296)商品,并停止贩卖。随后不竭就有新品种问世,但其时这些新品种的用药量极高,利用的有效成分在1kg/hm2以上,并且对它们的感化机制也不非常分明。

 

直到20世纪90年代初,捷利康(现先正达)公司开辟出三酮类除草剂当前,才对这类抑制剂的除草剂构造和感化机制停止了深化研讨。尤其是厥后硝磺草酮的问世,它的用量较从前的此类抑制剂的除草剂低落了1个数量级,并在玉米田使用中阐扬了宏大感化,才惹起各人的正视。

 

1980年罗纳·普朗克(现拜耳作物科学)公司经由过程研讨发明了异噁唑类中的HPPD抑制剂除草剂——异噁唑草酮(isoxaflutole),商品名百思农R,这是一种防治玉米和甘蔗田阔叶杂草以及禾本科杂草的高活性除草剂,利用量可低至100g/hm2以下,同时它具有毒性低、杀草谱广、使用期灵敏、不依赖气候条件、无抗性和契合情况要求等特性。

 

2007年开辟的Pyrasulfotole则是HPPD抑制剂除草剂的新发展,这是此类除草剂初次用于麦类作物的种类,其用量更低至45~50g/hm2。

 

跟着这类抑制剂的除草剂种类不竭开辟和上市,今朝上市的有10多个种类,次要包罗三酮类(磺草酮、硝磺草酮、双环磺草酮、环磺酮、苯嗪草酮、tefuryltrione),吡唑类(吡唑特、吡草酮、苄草唑、pyrasulfotole、苯唑草酮)和异噁咪唑类(异噁唑草酮)除草剂。这类HPPD抑制剂除草剂全球销售额自2005年后急剧增长,2010年到达8.64亿美圆,比2009年的7.37亿美圆增加了17.2%,而2005~2010年的平均增长率达10.1%。2011年HPPD除草剂的全球销售额升至10.20亿美圆,占全球除草剂销售额的4.7%,表1列出了此类除草剂次要种类的销售额。

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HPPD抑制剂除草剂2013年、2014年的全球销售额别离为13.42亿美圆、13.92亿美圆。在2014年世界农药排名前20强产物范例的销售额中位列13。2014年HPPD抑制剂除草剂中的硝磺草酮仍占居首位,全球销售额到达6.70亿美圆,2009~2014年复合增长率为8.5%;异噁唑草酮居次位,全球销售额到达2.40亿美圆,2009年~2014年复合增长率为18.0%,表现出很好的成长性。2015年除草剂全球销售额遭到卑劣气候、外币兑换等影响,所有作物的除草剂贩卖状况均下滑,尤其是水稻、玉米、大豆和甘蔗,以致HPPD抑制剂除草剂2015年全球销售额降落为12.87亿美圆,在2015年世界农药排名前20强产物范例的销售额中位列14。

 

内容来源于:农药市场信息

作者:华乃震

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