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      在waterhemp中發(fā)現(xiàn)了新的阿特拉津耐藥基因
      
			
      
				2019-01-03 10:30:16
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      幾十年來(lái)，Waterhemp一直與農(nóng)民進(jìn)行軍備競(jìng)賽。幾乎每次農(nóng)民用新的除草劑攻擊雜草時(shí)，水都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生抗性，從而降低或消除化學(xué)物質(zhì)的功效。一些waterhemp種群已經(jīng)進(jìn)化出對(duì)多種除草劑的抗性，使得它們難以殺死。增加挑戰(zhàn)的是，waterhemp至少可以通過(guò)兩種方式發(fā)展阻力。在靶位點(diǎn)抗性中，基因突變改變了除草劑設(shè)計(jì)用于攻擊的蛋白質(zhì)。由于蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)不合適，除草劑變得無(wú)效。目標(biāo)位點(diǎn)阻力的優(yōu)勢(shì)在于使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室程序相對(duì)容易識(shí)別。
      

      在waterhemp中發(fā)現(xiàn)了新的阿特拉津耐藥基因
      

      代謝抗性是一種不同的野獸。植物使用數(shù)百種可能的酶中的任何一種來(lái)解毒化學(xué)物質(zhì)，使其無(wú)用。雖然伊利諾伊大學(xué)的雜草科學(xué)家Dean Riechers，Rong Ma和Josh Skelton最近開發(fā)了一種快速簡(jiǎn)便的代謝抗性檢測(cè)方法，但他們?nèi)匀粺o(wú)法知道哪種酶是負(fù)責(zé)任的。
      

      到現(xiàn)在。
      

      “我們認(rèn)為我們?cè)诖蠛漆樦姓业搅酸橆^，”Riechers說(shuō)。
      

      Riechers和他的同事專注于對(duì)阿特拉津的代謝抗性，阿特拉津是一種已經(jīng)使用了數(shù)十年的化學(xué)物質(zhì)，盡管對(duì)環(huán)境影響越來(lái)越大，但仍然噴灑在美國(guó)大約80%的玉米種植面積上。
      

      根據(jù)之前在U of I的研究，研究小組知道抗性waterhemp用一類稱為GSTs的酶代謝阿特拉津。“已知植物有50-120個(gè)GST基因。我們想知道抗性是否來(lái)自其中一個(gè)，以及我們能否找到它，”Riechers說(shuō)。
      

      前研究生 Anton Evans從waterhemp中分離出候選的GST蛋白，并研究了它們?cè)诳剐院兔舾兄参镏械谋磉_(dá)。其中一種GST蛋白在抗性植物中極為豐富，但在敏感植物中幾乎不存在。研究生Sarah O'Brien更密切地研究了編碼GST蛋白的基因，特別是其變體或等位基因。她注意到，當(dāng)存在這個(gè)基因的兩個(gè)顯性等位基因時(shí)，它需要超過(guò)建議的阿特拉津速率的14倍才能破壞植物。
      

      “雜合植物 - 那些只有一個(gè)主要等位基因拷貝的植物 - 具有更高的傷害。在一個(gè)有四到五個(gè)雜合植物的實(shí)驗(yàn)中，有兩三個(gè)會(huì)死亡，另一個(gè)會(huì)發(fā)育不良并且有很多死組織。但是純合抗性植物 - 具有兩個(gè)主要等位基因拷貝的植物 - 幾乎看起來(lái)像是沒(méi)有被噴灑過(guò)，“奧布萊恩說(shuō)。
      

      “沒(méi)有顯性等位基因的植物即使在低除草劑施用率的情況下也受到了重創(chuàng)，”Riechers補(bǔ)充道。
      

      這些證據(jù)以及更詳細(xì)的分子數(shù)據(jù)使團(tuán)隊(duì)相信他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些獨(dú)特的東西。“這可能是我們實(shí)際發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)廣譜雜草代謝抗性的基因的唯一情況，而不是靶位點(diǎn)抗性，”Riechers解釋說(shuō)，“對(duì)于任何除草劑。”
      

      展望未來(lái)，該基因的測(cè)試將類似于目標(biāo)位點(diǎn)阿特拉津抗性的測(cè)試。工業(yè)上也可以使用這些新信息開發(fā)新的化學(xué)品來(lái)控制水井。
      

      Riechers說(shuō)：“只要我們知道這個(gè)基因，你就有可能將其敲除并使植物再次敏感。你可以設(shè)計(jì)出一種特定于GST的GST抑制化學(xué)物質(zhì)。”
      
			

			
        
      
			
      
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