植保所揭示液泡分選基因介導雜草隔離解毒新機製
近日,植保所雜草研究團隊在Journal of Agricultural and Food Chemistry期刊(中科院農林科學一區top,IF=6.7)上聯合發表題為“Vacuolar Protein Sorting Genes Contribute to Paraquat Resistance in Eleusine indica”的研究論文。張泰劼副研究員和碩士研究生白澤靜為論文共同第一作者,張純研究員為論文通訊作者。西澳大學雜草抗性研究中心Qin Yu研究員和Heping Han副教授參與相關工作。
百草枯是全球廣泛應用的滅生性除草劑,調控田間雜草百草枯抗性的關鍵功能基因始終未被解析。研究團隊在分離鑒定到高抗百草枯牛筋草(Eleusine indica)及敏感型種群材料基礎上,係統探究了其抗性的生理生化與分子基礎。研究發現抗性種群並未降低葉片對百草枯的吸收能力,而是通過抑製藥劑向外轉運,將百草枯大量隔離於液泡中,從而顯著減少葉綠體中的藥劑積累;液泡蛋白分選相關基因VPS26A和VPS32.2在抗性種群中呈組成型高表達,協同介導上述百草枯抗性表型。轉基因功能驗證表明,過表達這兩個基因的水稻幼苗能夠耐受田間推薦使用劑量的百草枯脅迫。該研究首次明確液泡蛋白分選通路是雜草對百草枯產生高抗性的重要分子基礎,為雜草抗性監測與治理、抗除草劑作物新品種培育提供了寶貴的基因資源,同時也為植物逆境生理學等相關研究方向提供重要參考。
該研究得到了國家重點研發計劃(2023YFD1400500)及高水平農科院建設專項(NYQS202626)等項目的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c04353

