液泡分选基因介导杂草隔离解毒新机制获揭示

液泡分选基因介导杂草隔离解毒新机制获揭示

在国家重点研发计划等项目资助下，广东省农业科学院植物保护研究所研究员张纯团队与合作者，研究揭示了液泡分选基因介导杂草隔离解毒新机制。相关成果近日发表于《农业与食品化学杂志》（ Journal of Agricultural and Food Chemistry ）。

相关研究示意图。研究团队供图

百草枯是全球广泛应用的灭生性除草剂。自1980年首次报道杂草百草枯抗性以来，调控田间杂草百草枯抗性的关键功能基因始终未被解析。研究团队在分离鉴定出高抗百草枯的牛筋草（ Eleusine indica ）种群及敏感种群材料的基础上，系统探究了其抗性的生理生化与分子基础。

该研究发现，抗性种群并未降低叶片对百草枯的吸收能力，而是通过抑制药剂向外转运，将百草枯大量隔离于液泡中，从而显著减少叶绿体中的药剂积累；液泡蛋白分选相关基因 VPS26A 和 VPS32.2 在抗性种群中呈组成型高表达，协同介导上述百草枯抗性表型。转基因功能验证表明，过表达这两个基因的水稻幼苗能够耐受田间推荐使用剂量的百草枯胁迫。

该研究首次明确液泡蛋白分选通路是杂草对百草枯产生高抗性的重要分子基础，为杂草抗性监测与治理、抗除草剂作物新品种培育提供了宝贵的基因资源。同时，百草枯也是实验室研究植物氧化胁迫的常用诱导剂，该成果将为植物逆境生理学等相关研究方向提供重要参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c04353

主题：百草枯