百草枯：氧化应激诱导剂的多面解析
1. 百草枯简介
百草枯（1,1’-二甲基 - 4,4’-联吡啶二氯化物）是一种叶面喷施的非选择性联吡啶类除草剂，在全球广泛使用。它能控制多种作物中的杂草，涵盖玉米、水稻、大豆、小麦、土豆等粮食作物，苹果、橙子、香蕉等主要水果，咖啡、茶、可可等饮品作物，以及棉花、油棕、甘蔗和橡胶等经济作物。
对于叶面吸收型除草剂而言，要完全杀死植物，需能到达植物的各个部位，如正在生长的叶片和新长出的根。这意味着除草剂不仅要在吸收点造成损害，还需转运到施药时未接触到的部位。百草枯是由两个吡啶环形成的阳离子，每个环都有一个季铵，因此带2 +电荷。大多数除草剂以非离子分子形式被动运输，而百草枯阳离子难以通过扩散穿过膜脂质双层。
研究发现，ABC转运蛋白（一种利用ATP进行包括百草枯在内的多种化合物主动运输的大膜蛋白）参与了百草枯的运输。还有一些小的反向转运蛋白，它们利用质子电化学电位梯度交换质子和其他分子。在动物组织中，百草枯通过也能运输多胺等其他分子的载体进行运输。在玉米中，百草枯跨根表皮和皮层细胞膜的移动具有浓度依赖性动力学，且百草枯会与细胞壁结合，其运输由通常运输具有相似化学结构或电荷分布分子（如腐胺和尸胺等二胺）的载体促进。用玉米原生质体研究表明，百草枯摄取的浓度动力学与完整细胞相似，细胞内积累随时间增加，并在10分钟后达到饱和，其中50%的摄取发生在最初的10秒内。玉米细胞和原生质体中百草枯摄取的饱和Km值分别为90µM和132µM，大鼠肺中的Km值为70µM，这表明在动物和植物组织中，百草枯的运输都是载体介导的过程。
为了研究百草枯的摄取、分隔和转运，研究人员将玉米幼苗的根浸入百草枯溶液中不同时间。根中缺乏叶绿体，可减少短期光毒性影响。
