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Lexikon der Biologie: Bleichherbizide

Bleichherbizide, Herbizide, die ein Ausbleichen der Blätter (Blatt) durch oxidative Zerstörung des Chlorophylls und des Photosyntheseapparats durch toxische, hochreaktive Sauerstoffspezies bewirken (Photooxidation). Die Bleichherbizide Difunon und Norflurazon ( vgl. Abb. ) hemmen die Phytoen-Desaturase – ein Enzym, das an der Carotinoid-Biosynthese (Carotinoide) beteiligt ist. Durch das Fehlen der Carotinoide fällt ein wichtiger Lichtschutzmechanismus (Lichtschutzmechanismen) aus, der die Chloroplasten ansonsten vor Photooxidation schützt. Die Bleichherbizide Paraquat und Diquat ( vgl. Abb. ) bewirken dagegen einen starken Anstieg der Bildung von Sauerstoffradikalen in den Chloroplasten. Die Lichtschutzmechanismen sind dann ebenfalls nicht mehr ausreichend, um Photooxidation zu verhindern. Paraquat (PQ) und Diquat werden von reduzierten Elektronenüberträgern des Photosystems I zu Radikalen reduziert: PQ2+ + e

·PQ+. Durch Reaktion mit Sauerstoff entsteht das Superoxidanion-Radikal (freie Radikale): ·PQ+ + O2

PQ2+ + ·O2. Dieses kann zu Wasserstoffperoxid und zum Hydroxylanion-Radikal weiterreagieren. Partielle oder vollständige Resistenz gegen Norflurazon kann durch Mutationen im Gen für die Phytoen-Desaturase entstehen, gegen Paraquat durch Mutationen, die zu einer Zunahme der detoxifizierenden Systeme (Superoxiddismutase, Ascorbat-Glutathion-Redoxkette) oder einer Verringerung der Aufnahme und des Transports führen.




Difunon



Norflurazon




Paraquat (Methylviologen),
1,1´-Dimethyl-4,4´-Dipyridinium-Dichlorid



Diquat (1,1´-Ethylen-2,2´-
Dipyridinium-Dibromid)

Bleichherbizide
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