科学家克隆了水稻中负责草铵膦抗性的新基因

近日， 《植物生物技术》杂志发表研究成果 ，中国科学院合肥物质科学研究院吴跃进研究员团队成功克隆了水稻抗草铵膦新基因，并成功克隆了水稻抗草铵膦基因。对其功能特点进行了深入分析。

抗除草剂水稻种质的选育和研究对于有效的杂草管理和现代农业的进步具有巨大的潜力。草铵膦因其非选择性、广谱、高效的除草效果而被广泛应用。关于对草铵膦除草剂具有抗性的水稻种质的报道很少。因此，培育抗草铵膦水稻种质对于现代农业至关重要。

在这项研究中，对水稻种子进行重离子辐照并筛选其对草铵膦的抗性。两种水稻植株 glr1 和 glr2 被鉴定为表现出抗性。本研究的主要重点是阐明glr1突变体的耐药机制和基因功能。

结果表明，glr1突变体对草铵膦表现出显着的抗性。通过基于图谱的克隆和功能分析，研究人员发现GLR1基因编码ARF18，ARF18属于生长素反应因子ARF家族。

此外，研究发现GLR1/ARF18可以直接与下游基因OsGS1、OsCYP51G3和OsCATA的启动子结合，从而抑制它们的表达。在野生型中，草​​铵膦处理促进了 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。这种及时清除植物内积累的氨和活性氧的障碍最终导致了植物的灭亡。相反，当GLR1基因发生突变时，其抑制相关基因表达的能力就会受损。因此，这些基因编码的蛋白质保持活性，促进有效清除积累的氨和活性氧。这反过来又可以防止植物受损和死亡。

该工作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。

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