先来看看3种威胁极大的杂草:
01丨长芒苋Palmer amaranth
长芒苋(Palmer amaranth),是玉米、棉花和大豆作物生长过程中威胁最大的杂草。它是WeedOUT正在开发的新型环保生物除草剂的最初目标。
长芒苋是一种夏季生长的一年生阔叶杂草。在2016年和2017年发布的调查中,长芒苋被评为美国最麻烦的杂草(美国杂草科学学会)。
长芒苋是一种极具侵略性的杂草:
生长速度可以达到每天2 - 3英寸。
是多产的,每棵植物最多可以生产一百万个种子。
是雌雄异株(雌雄分开),可通过异源杂交繁殖。该特性导致高度的遗传变异,使其易于适应新的环境条件,从而快速发展抗性。
据报道,控制抗性长芒苋的成本大大增加了农民的支出,在某些情况下甚至导致种植者放弃了田地。根据美国农业部的数据,已发现长芒苋已经造成玉米产量高达91%的产量损失和大豆79%的产量损失。
长芒苋已经发展出对以下除草剂的抗性:ALS抑制剂,Photosystem II抑制剂,HPPD抑制剂,微管抑制剂,PPO抑制剂,合成植物生长素(二硝基苯胺)和EPSPS抑制剂(草甘膦)。
02丨水麻草/糙果苋Waterhemp
水麻草也是一种夏季生长的一年生阔叶杂草。在2016年和2017年发布的“最麻烦的杂草”调查中,水麻草分别排名第四和第五(美国杂草科学学会)。水麻草可造成大豆产量降低44%。
水麻草的特征:
生长速度可以达到每天1英寸。
在理想的生长条件下,每棵植物最多可以生产一百万个种子。
是雌雄异体的,因此可以通过异体繁殖来繁殖,从而增加了其种群的遗传多样性以及产生抗药性和传播的机会。
目前,水麻草对4种不同的除草剂作用位点具有抗性,包括PPO抑制剂,ALS抑制剂,EPSPS抑制剂和PS II抑制剂。
03丨硬直黑麦草Rigid Ryegrass
硬直黑麦草是在许多国家广泛分布的杂草。 在澳大利亚,它已被列为最具经济破坏力的杂草。
硬直黑麦草的特征:
它可以达到很高的密度(> 100株/平方米)。每平方米感染200株植物将导致小麦产量降低20-50%。
最多可以生产45,000粒种子/平方米。
具有高遗传变异性,使其能够快速适应不同的环境。
目前,硬直黑麦草对13种除草剂作用位点具有抗性,包括ACCase抑制剂,ALS抑制剂,DOXP抑制剂,微管抑制剂,有丝分裂抑制剂,长链脂肪酸抑制剂,脂质抑制剂,类胡萝卜素生物合成,Photosystem II抑制剂,EPSP合酶抑制剂,PSI电子转移剂,脂质抑制剂和PPO抑制剂。
生物农作物保护技术初创公司WeedOUT成立于2016年,针对性地以生物学方式解决每种杂草的问题,而又不损害作物。
WeedOUT认为农民正在使用越来越多的有毒化学物质,只会造成更大的抵抗力。WeedOUT提供一种革命性的解决方案,人为地给杂草授粉并阻止了它们的繁殖机制。
WeedOUT在特拉维夫举行的2018年AgriVest会议上赢得了“最佳以色列农业科技公司”,并于2019年10月赢得了由总部位于圣地亚哥的Radicle Growth农业技术和食品技术加速器赞助的Radicle Challenge Israel。
WeedOUT为农业除草领域带来了全新的解决方案,一种新型的生物除草剂,可以对抗除草剂抗性。
易感杂草被化学除草剂除掉,但不受除草剂影响的抗性杂草会成熟并不断繁殖、蔓延。WeedOUT的新技术基于特定杂草花粉的开发。通过从特定杂草物种中采集花粉,对其进行辐照,以使其达到不育状态,然后在杂草开花期在田间对杂草进行人工授粉。这种经过人工处理后的花粉能够与天然杂草花粉竞争,并最终导致天然杂草中胚“流产”,抑制抗性杂草种子萌芽,从而阻止杂草的蔓延繁殖。
WeedOUT独特的杂草花粉拥有两个主要属性:
1. 它可以与天然杂草花粉成功竞争,并使胚珠受精。
2. 促进败育种子的形成,即正常杂草种子流产。
· 新的除草作用机理与所有现有解决方案是一种正交关系(在活体细胞或组织中能够在不干扰生物自身生化反应条件下可以进行的化学反应)。
· 绿色、无毒、基于生物学的解决方案,可以与杂草的天然花粉竞争,从而抑制土壤中杂草种子的萌发。
· 模仿杂草的自然繁殖机制,从而持久抑制杂草的抗药性。
· 更快,更便宜的监管途径。
· 只针对杂草,而不会除掉非农作物。
· 具有成本效益的解决方案。
· 由于许多抗性杂草会自然通过风授粉,因此喷洒的方式适用于该解决方案。
· 可以轻松适应和改进现有的综合杂草管理计划
· 通过阻止抗药性的扩散,可以延长当前除草剂产品的使用时间。
WeedOUT的首款产品针对的是长芒苋。
在前期的试验中表明,通过对比,常规花粉人工授粉后获得的对照种子具有典型的重量和形态,而用WeedOUT的花粉人工授粉后获得的种子则具有较浅的颜色,并且每粒种子的平均重量显着低于对照种子(倍数= 3.3)。
此外,用WeedOUT的花粉进行人工授粉后获得的种子完全丧失了发芽能力。对照种子的平均发芽率为72%,但用WeedOUT的花粉进行人工授粉后获得的种子均未发芽。这些结果证明了WeedOUT的花粉能够阻止抗性杂草种子的产生,从而抑制抗性杂草的扩散。