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臺灣農藥科學 第
1
期
84
序，結果於抗及感性植株皆可選殖出
1,551
bp
核酸片段，於
NCBI GeneBank
比對序
列，抗及感性植株
EPSPS
只有
11
個鹼基的
差異，轉譯後皆有
517
個胺基酸，抗及感性
植株
EPSPS
胺基酸則有
7
處差異點，其中
感性植株第
532
個鹼基胞嘧啶
(cytidine)
變
異為胸腺嘧啶
(thymidine)
，轉譯後為第
178
個胺基酸由脯氨酸
(proline)
改變為絲氨酸
(serine)
。將繖花龍吐珠
EPSPS
與基因資料
庫內其他植物比對，其一致性
(identity)
低
於
85%
，最相似者為野生種菸草
(
Nicotiana
tabacum
, M61904)
、 番 茄
(
Solanum lycoper-
sicum
, m21071)
、 辣 椒
(
Capsicum annuum
cultivar Fogo
, JN160845)
等，一致性分別為
83%
、
81%
及
81%
。
進一步與抗嘉磷塞牛筋草
(AY395699)
、
瑞士黑麥草
(DQ303405)
及多年生黑麥草
(DQ153168) EPSPS
胺基酸序列比對，結果
顯示於
EPSPS
高度保留區間的
QLFLGNAG-
TAMRPLTAAV
序列，其中脯氨酸
(proline)
在禾本科植物是位於
EPSPS
的第
106
個胺
基酸
(22, 30, 31)
，而雙子葉植物
EPSPS
序列長度
不同，如野生種菸草、番茄、辣椒及繖花龍
吐珠的脯氨酸則分別位於第
180
、
182
、
177
及
178
個胺基酸，抗嘉磷塞繖花龍吐珠的第
178
個脯氨酸變異為絲氨酸
(
圖五
B)
，此處
的改變應為造成繖花龍吐珠的抗嘉磷塞的
主要原因。近年報導相同為第
106
個胺基酸
─脯氨酸變異為絲氨酸的雜草，包括美國
密西西比州的莧科植物塊莖莧
(
Amaranthus
tuberculatus
)
有
5
倍抗藥性
(27)
；加州北部的
芒稷
(
Echinochloa colona
)
抗性為感性生物型
的
6.6
倍
(9)
；澳洲南部瑞士黑麥草
(
Lolium
rigidum
)
抗性為感性生物型的
6 ~ 11
倍
(12)
。
經分析繖花龍吐珠純化的
EPSPS
酵素
活性，感性生物型
EPSPS
酵素於未處理嘉
磷塞前，其活性即為抗性生物型
EPSPS
的
1.65
倍，然而隨嘉磷塞濃度增加至
0.1 mM
時，感性植株
EPSPS
活性明顯下降
30%
，
至嘉磷塞濃度增為
1 mM
時，抗性植株
EPSPS
酵素活性高於感性株的
3
倍。可能因
抗嘉磷塞繖花龍吐珠的第
178
個脯氨酸變
異為絲氨酸，此處的改變相當於抗嘉磷塞
牛筋草第
106
個脯氨酸的改變，影響
EPSPS
與受質
PEP
的鍵結，以及降低嘉磷塞與
EPSPS
鍵結的親和力
(22, 28)
，因此未施用嘉磷
塞前，抗性植物
EPSPS
活性反而低於感性
植株。自然發生抗嘉磷塞生物型中，抗嘉
磷塞黑麥草之
EPSPS
活性亦較感性植株高
2 ~ 3
倍
(11)
。經由人為增加嘉磷塞藥量，篩
選的菸草抗性細胞，由於可誘導
EPSPS
基
因的大量擴增，因此
EPSPS
活性較高，分
別增加
20
倍
(34)
。
由於雜草抗藥性的機制是其目標酵素
的變異，即可依此核酸的差異處，運用分
生技術進行抗性族群的快速檢驗。例如抗
環己烯氧
(cyclohexanedione)
及芳烴氧苯氧
羧酸
(aryloxyphenoxypropionate)
類除草劑之
黑麥草，利用
PCR
檢測
ACCase
基因的點
變異，並用於鑑定抗感性黑麥草
(16)
。馬來
西亞的抗嘉磷塞牛筋草其
EPSPS
變異點具
有
Sph
I
限制酶作用的差異，即可應用
PCR-
RFLP
技術快速檢測及鑑別抗性牛筋草
(29)
。
本研究亦利用抗及感性繖花龍吐珠
EPSPS