近日，中國熱科院環(huán)植所入侵植物與雜草研究團隊在海南省水稻田惡性雜草稗（Echinochloa crus-galli ）對除草劑二氯喹啉的抗性機制研究取得新進展。該研究首次發(fā)現糖基轉移酶EcUGT79-like在雜草代謝抗性中的關鍵作用，不僅完善了雜草代謝抗性理論體系，更為設計抗除草劑作物提供了優(yōu)質基因資源。
稗是稗屬雜草中的優(yōu)勢種，分布于熱帶和溫帶的水稻種植區(qū)，擠占水稻生長資源，嚴重影響水稻的生長發(fā)育和產量。二氯喹啉酸因其經濟、安全，是水稻田化學除草體系的重要組成，但海南省水稻田稗對其抗性風險和抗性機制尚未明確。
研究團隊采集了海南省水稻田10個稗草種群，發(fā)現抗性種群占比已超過50%，其中采集于國家南繁科研育種基地的HN-02種群表現出明顯的代謝抗性。通過RNA-Seq鑒定到18個差異表達基因（DEGs），包括2個P450、4個GST、6個GT、1個ABC和1個水解酶基因在抗性生物型中特異性上調表達；通過代謝組學篩選到28種差異累積代謝物（DAMs）在抗性生物型中富集。通過DEGs和DAMs關聯(lián)性分析，發(fā)現糖基轉移酶EcUGT79-like與大多數DAMs呈強正相關（R>0.9）。EcUGT79-like的轉基因酵母和擬南芥對二氯喹啉酸和同系物二氯吡啶酸表現出抗性和代謝降解除草劑能力。研究結果表明，糖基轉移酶EcUGT79-like是介導稗對二氯喹啉酸產生代謝抗性的關鍵解毒酶。
相關結果以“EcUGT79-like Mediated metabolic Resistance to Auxin Herbicide Quinclorac in Echinochloa crus-galli”為題發(fā)表于《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。環(huán)植所王豪助理研究員為第一作者，黃喬喬研究員為通訊作者。該研究得到了中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項和中國熱帶農業(yè)科學院國家熱帶農業(yè)科學中心科技創(chuàng)新團隊項目的資助。
論文鏈接： https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5c09734
