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抗嘉磷塞雜草之變異與鑑定
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緒言
嘉 磷 塞
(glyphosate,
N
-phosphomethyl
glycine)
為一種非選擇性萌後型除草劑，一
般田間用量為
1.6 ~ 2.5 kg/ha
，可有效防除
1
年生及大部分多年生雜草，在臺灣登記於
13
種主要作物、休閒地及非耕地使用，為
旱田使用最普遍的萌後除草劑
(6, 7, 8)
。嘉磷
塞主要作用位置為莽草酸路徑
(shikimic acid
pathway)
中的
5-
烯醇丙酮酸莽草酸
-3-
磷酸
合成酶
(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate
synthase, EPSPS)
酵素，因嘉磷塞與
EPSPS
的受質磷酸烯醇丙酮酸
(phosphoenolpyru-
vate, PEP)
結構極相似，產生競爭性抑制，
並且阻止
EPSPS
前趨蛋白
(preprotein)
運移
至葉綠體
(10, 15)
，造成代謝路徑下游的苯丙
氨酸
(phenylalanine)
、酪氨酸
(tyrosine)
及色
氨酸
(tryptophan) 3
個芳香族胺基酸含量大
幅降低，影響蛋白質的生合成，進而抑制
植物生長
(10, 23)
，另也可能因為代謝途徑回
饋抑制受到影響，大量的碳源流向莽草酸
路徑，使得其他需要碳源的生理反應受到
影響，導致植株代謝失衡而死亡
(20, 21, 24)
。
自
1932
年有機合成除草劑二硝酚出現，
由於噴施除草劑具有省時、省力和高效的特
性，化學藥劑除草已成為現今農作物栽培防
除雜草的最主要方式。然而單一種藥劑持
續施用於農田，易對農業生態系造成衝擊，
如降低生物多樣性、草相種類或密度改變，
甚至可能演化產生抗藥性雜草
(8, 14, 38)
。全球
自
1950
年起即開始有抗藥性雜草的報導，
生長於夏威夷甘蔗田的竹仔菜
(
Commelina
diffusa
Burm. f.)
出現抗二
,
四
-
地
(2,4-D)
的植株
(13)
。根據「除草劑抗藥性作用委員
會 」
(The Herbicide Resistance Action Com-
mittee, HRAC)
網站登錄資料顯示，全球抗
除草劑之雜草，至
2016
年
3
月在
66
個國家
或地區已經有
249
種雜草
467
個抗性案例，
分別對
22
種以上除草劑類別具抗性
(18)
。
美國孟山都公司研發的嘉磷塞於
1974
年上
市銷售以來，使用時間已超過
20
年，一
直沒有關於嘉磷塞抗性雜草的報導。然而
自
1996
年起澳洲、美洲、南非及馬來西
亞等地，陸續出現抗嘉磷塞之瑞士黑麥草
(
Lolium rigidum
)
、義大利黑麥草
(
L. multi-
florum
)
、加拿大蓬
(
Conyza Canadensis
L.)
、
Hae
III
酵素檢出。此分子檢測方法針對現階段臺灣農地的繖花龍吐珠因目標酵素之變異，建立
快速檢驗抗嘉磷塞的生物型，可應用於抗性生物型的分布與擴散之監測，亦做為調整用藥種類
與管理方法之依據。
關鍵詞：
嘉磷塞、抗藥性、繖花龍吐珠、
5-
烯醇丙酮酸莽草酸
-3-
磷酸合酶活性、點突變、分
子鑑定。