一种水稻抗草铵膦的新基因

近日，中国科学院合肥物理科学研究院WU Yuejin教授领导的研究小组在《Plant Biotechnology Journal》上发表了一项研究，成功克隆了水稻抗草铵膦的新基因，并对其功能特性进行了深入分析。

水稻抗除草剂种质资源的选育和研究对有效治理杂草和推进现代农业发展具有重要意义。草铵膦因其非选择性、广谱、高效的除草效果而得到广泛应用。对草铵膦除草剂具有抗性的水稻种质很少有报道。因此，培育抗草铵膦水稻种质资源对现代农业至关重要。

本研究对水稻种子进行重离子辐照，筛选对草铵膦的抗性。两株水稻glr1和glr2表现出抗性。本研究的主要重点是阐明glr1突变体的抗性机制和基因功能。

此外，研究发现GLR1/ARF18可以直接结合下游基因OsGS1、OsCYP51G3和OsCATA的启动子，从而抑制它们的表达。在野生型中，抗草铵膦处理促进GLR1基因的激活，导致与氨和活性氧(ROS)清除相关的下游基因受到抑制。这种对及时清除植物内积累的氨和活性氧的阻碍最终导致其死亡。相反，当GLR1基因发生突变时，其抑制相关基因表达的能力受损。因此，这些基因编码的蛋白质保持活性，促进了积累的氨和ROS的有效清除。这反过来又能防止植物受损和死亡。

本研究为培育适应逆境生长条件的水稻新品种提供了基因资源和理论依据。

结果表明，glr1突变体对草铵膦表现出明显的抗性。通过图谱克隆和功能分析，研究人员发现GLR1基因编码ARF18，属于生长素反应因子ARF家族。

来源：AAAS