光系统Ⅱ除草剂的研究进展

摘要

为开发新型高效、环境友好的光系统Ⅱ（PhotosystemⅡ，PSⅡ）除草剂，本研究系统综述了PSⅡ的三维晶体结构、电子传递机制以及除草剂的研究进展。结果表明：1)PSⅡ三维晶体结构的成功解析为光合作用机制的研究以及光合抑制剂的设计提供了坚实的结构基础。2)PSⅡ电子传递机制是指电子从放氧复合物OEC（Oxygen-Evolving Complex,OEC）位点到Q_B位点的完整电子传递链，蓝藻PSⅡ与特丁净（Terbutryne）复合晶体结构揭示了特丁净在PSⅡ上的精确结合模式及其抑制电子传递的分子机制。3)经典的PSⅡ除草剂根据作用模式可分为Ser264类和His215类，依据化学结构类型可分为三嗪类、脲类、脲嘧啶类、三嗪酮类、氨基甲酸酯类、酰胺类、腈类、哒嗪酮类、三唑啉酮类和苯并噻二嗪酮类。尽管它们具有优异的除草活性和选择性，但长期使用导致抗性及生态危害日益显著，亟需开发新型替代品种。4)针对传统PSⅡ除草剂存在的抗性及环境污染问题，已发现多种化学结构和作用位点新颖的先导化合物，均展现出良好的开发潜力。综上，本研究为新型高效、环境友好的PSⅡ除草剂的合理设计提供了重要的研究参考。

关键词

光系统Ⅱ除草剂 / 光系统Ⅱ电子传递链 / 作用机制 / Ser264位点 / His215位点

基金资助

国家重点研发计划项目(2021YFD1700102)