农业资讯-我国科学家成功解析非转基因抗除草剂油菜新种质DS3的抗性机制

油菜是我国第1大油料作物,其稳定生产在国家粮油安全战略中具有重要作用。当前我国油菜生产方式正由传统的劳动密集型向范围化、机械化生产转变,化学除草已成为油菜轻简栽培的重要环节。与此同时,随着我国经济快速发展,农村劳动力本钱大幅提高,油菜因比较效益低而伴生的生产管理粗放,致使草害日趋严重,杂草防控困难成为制约我国油菜生产的重要因素之1。化学除草是控制农田杂草经济有效手段癫痫的持续状态多久。但是,由于抗除草剂油菜品种的缺少,造成我国油菜生产化除面积非常有限。因此,创制对特定除草剂具有高度抗性的油菜新种源,选育抗性品种实现化除对推动我国油菜生产发展迫在眉睫。

近日,江苏省农业科学院油菜团队在TheCropJournal在线发表了题为“Developmentandmolecularanalysisofanovelacetohydroxyacidsynthaserapeseedmutantwithhighresistancetosulfonylureaherbicides”的研究论文。课题组对前期取得的乙酰羟基酸合酶(AHAS)突变的磺酰脲类除草剂抗性油菜种质M342后代进行再次EMS诱变,创制取得了1个AHAS双基因位点突变的新种源DS3岛叶癫痫怎么检查,其抗性效应为除草剂推荐使用浓度的16倍(图A,D)。参考拟南芥氨基酸序列,分析发现其中1个突变位点是与M342相同的AHAS3上Trp574Leu氨基酸取代,另外一个新突变位点为AHAS1上pro197Leu氨基酸取代。分离取得含AHAS1上pro197Leu突变的材料M196,抗性效应是除草剂推荐使用浓度的2倍,并在拟南芥中进行了抗性转基因功能验证(图1C)。随后开发出检测新突变位点的KASp份子标记,在F2代群体中可有效进行抗除草剂基因型鉴定(图1B)。双突变位点间表现出较强的协同作用,致使了DS3的高抗除草剂表型(图1A,E)。对野生型和单突的AHAS1和AHAS3蛋白进行3维结构解析,发现这两个蛋白的3D构象改变(图1F-G)多是引发油菜除草剂毒性响应、AHAS酶活性和基因表达等除草剂抗性变化的缘由。目前江苏省农业科学院油菜团队已创制取得M342、DS3和5N等抗除草剂新种质,相干抗性基因专利转化800万元。抗性种质已被全国30多家油菜科研优势单位引种利用,课题组利用抗性种质育成我国首个非转基因抗除草剂油菜新品种宁R101(GpD油菜子2018320256),在生产上示范推行利用。以上抗性基因资源的有效利用可高效解决我国油菜生产杂草防控“卡脖子”困难,打破西方垄断局面,推动油菜生产高质量发展。