PCE | 江苏省农业科学院经济作物研究所油菜创新团队和南京农业大学油菜遗传育种课题组合作揭示抗除草剂油菜的非靶标抗性分子机制

草害严重影响油菜的产量和品质，化学除草是控制田间草害的有效措施。磺酰脲类（SU）除草剂具有高效低量、低毒、杀草谱广、环境友好等优点，然而油菜的SU敏感性限制了其在油菜中的应用，培育具有SU抗性的油菜品种能有效解决这一问题。M342是我国公开报道的第一个经化学诱变获得的非转基因抗SU类除草剂油菜新种质，其靶标抗性由ALS靶酶BnALS3的574位Trp突变为Leu所致，但M342中是否存在非靶标抗性机制尚不清楚。

近日，江苏省农业科学院经济作物研究所油菜创新团队和南京农业大学油菜遗传育种课题组合作在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Comparative proteomic and physiological analyses reveal tribenuron-methyl phytotoxicity and nontarget-site resistance mechanisms in Brassica napus”的研究论文，揭示了非转基因抗磺酰脲类除草剂油菜的非靶标抗性分子机制。

该研究利用基于iTRAQ的定量蛋白质组学，结合细胞学观察、生理生化分析等比较了M342及其野生型N131在SU类除草剂苯磺隆（TBM）处理前后的差异。研究发现TBM处理后，野生型N131的幼苗生长受阻，叶绿素含量下降，叶绿体结构被破坏，光合作用受损。此外，N131细胞自噬活性增强，氧化胁迫加重。但TBM对M342的影响不明显。进一步比较了TBM处理前后两个材料叶片蛋白组之间的差异，发现M342中参与除草剂解毒的蛋白水平显著提高，且差异蛋白显著富集于谷胱甘肽代谢和氧化还原酶类代谢途径。与TBM处理后的野生型相比，M342中抗氧化相关酶类活性提高，活性氧及膜脂过氧化程度降低。值得一提的是，M342中与逆境应答和防御相关的部分蛋白在TBM处理前后均显著提高，可能赋予突变体组成型的非靶标抗性。研究鉴定了与SU类除草剂非靶标抗性相关的新蛋白，为研究作物除草剂的分子机制和培育抗除草剂作物提供了新线索。

江苏省农业科学院经济作物研究所油菜创新团队胡茂龙研究员为论文第一作者，南京农业大学油菜遗传育种课题组楚璞副教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系建设项目、江苏省农业科技自主创新资金等项目的资助。

非转基因抗除草剂种质M342中响应TBM处理的上调蛋白互作网络分析

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.14598

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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