草甘膦（除草剂）

草甘膦，德语Glyphosat，英语Glyphosate；N-(phosphonomethyl)glycine。是一种广效的非选择性内吸传导型茎叶处理除草剂，是一种有机磷化合物，具体为膦酸酯。草甘膦可谓现代农业的至宝，不使用这种除草剂已经成为不可能，各种食物之内残留超标已经是人们关注的严重问题。我们每天都自觉不自觉地，有意识无意识地通过食物把超标的草甘膦摄入体内。据报道，德国的啤酒普遍草甘膦超标，2016检测最高超标300倍，耸人听闻。到目前为止，至少有10种作物包括小麦，大豆，甜菜，玉米，棉花，油菜，苜蓿都转入抗草膦基因大田种植，光中国就有50家工厂生产草甘膦除草剂。草甘膦是否对人体有害，各种报道争议很大。有的指出草甘膦在人体内不容易分解不断富集，有致癌作用，有的报道则声称其对人体无害。是否禁用这种除草剂，没有足够的研究数据表明这种化合物直接导致人类或其它动物发生病变以至引起死亡，似乎是不可能的。下面介绍一下草甘膦及其抗草甘膦转基因植物的发展过程。


草甘膦化学结构

瑞士化学家1950年合成草甘膦（磷）这个化合物之后，科学家发现它可以竞争性地抑制莽草酸途径中5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶 ( EPSPS)的活性 。该合成酶是真菌 、细菌 、藻类和高等植物体内芳香族氨基酸 (包括色氨酸 、酪氨酸、苯丙氨酸 )生物合成过程中一个关键性的酶。阻断这几种芳香族氨基酸的合成，最终会导致这些生物的死亡。由于其致死一年生或多年生田间杂草的效果及其显著，对开发作为农田除草剂的使用有着巨大潜力。之后，分子生物学家开始培育转基因农植物，从细菌里（Agobacterium tumofaciens）找到一个对草甘膦化合物有抵抗作用的基因，从病毒里(Figwort mosaic virus) 切一段核苷酸启动子(P/FMV)，从豌豆（Pisum sativum）里切一段终止子组合成一个表达抗草甘膦酶单元，然后转移到农作物里，这样的转基因植物就可以抵抗草甘膦了。

所谓的从细菌里分离到的抗草甘膦酶，其实是一个突变了的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶，它仍然具备自身酶的活性，功能不变，但氨基酸的序列有所改变，使得酶蛋白结构发生改变，消除了草甘膦对它的抑制作用。从转基因技术角度讲，这里只是换掉或加入一个同功能的基因，相当于王麻子品牌菜刀换成张小泉品牌的菜刀，而草甘膦除草剂相当于一个刀套，可以套在王麻子品牌菜刀之上而不适合张小泉品牌的菜刀， 有别于抗虫转基因植物，植物不会生产新的抗虫蛋白。 但这类抗草甘膦转基因植物如同抗虫转基因植物把病毒启动子转入植物有其潜在的隐患。草甘膦属于农药，残留对人体的危害与大家熟悉的糖精可有一比。