有作物生長的田地，就會有雜草與作物競爭陽光、水分、養(yǎng)分和生長空間，可能還會帶來病害。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家受到除草劑會使雜草產(chǎn)生抗藥性現(xiàn)象的啟發(fā)，創(chuàng)制出了抗除草劑作物，形成了“滅生型除草劑+抗除草劑作物”的新型雜草控制模式，使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)不復(fù)“鋤禾日當(dāng)午”的景象了。
抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的創(chuàng)制最常見的有兩種策略：一是過量表達(dá)除草劑作用的靶蛋白，提高作物對除草劑的耐受能力；二是向作物中引入能夠降解除草劑的酶或酶系統(tǒng)，在除草劑發(fā)生作用前將其降解或解毒。此外，還可以考慮對除草劑作用的靶蛋白進(jìn)行修飾，使其與除草劑結(jié)合的效率降低，降低作物對除草劑的敏感性。
最早開發(fā)應(yīng)用的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物采用的是第一種策略，其引入的基因表達(dá)一種被稱為5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶（EPSPS）的芳香族氨基酸合成關(guān)鍵酶，是草甘膦的靶標(biāo)酶，草甘膦通過與植物體內(nèi)的磷酸烯醇丙酮酸競爭性地結(jié)合EPSPS的活性位點。EPSPS過量表達(dá)可保證芳香族氨基酸正常合成，避免植物因氨基酸缺乏而死亡。當(dāng)前應(yīng)用的該基因主要有來自農(nóng)桿菌CP4的cp4-epsps基因和來自玉米突變的zm-2mepsps基因。其中cp4-epsps基因被廣泛應(yīng)用于大豆、棉花、玉米、油菜、苜蓿和甜菜等轉(zhuǎn)基因種質(zhì)的創(chuàng)制中。
bar基因是迄今為止應(yīng)用最廣泛的一個抗除草劑基因，也是遺傳轉(zhuǎn)化中的標(biāo)記基因。該基因分離自吸水鏈霉菌，編碼一種乙酰轉(zhuǎn)移酶，能夠作用于草銨膦等除草劑，使之乙?；В辉僖种浦参锏墓劝滨０泛铣擅?，避免植物因氨基酸缺乏而死亡。目前，利用bar基因創(chuàng)制出的商品化抗草銨膦作物品種有大豆、玉米、油菜、甜菜和棉花等。
為避免使用單一除草劑造成抗性問題，針對不同作用機(jī)制、不同用途的除草劑正在開發(fā)相應(yīng)的抗除草劑作物。如，轉(zhuǎn)入煙草的ALS突變基因創(chuàng)制出了抗磺酰脲的作物。
