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我科学家首次开发具有二硝基苯胺类除草剂抗性的水稻新种质

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  近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队在国内首次开发了对二硝基苯胺类农药有抗性的水稻新种质。该研究为其他水稻品种及农作物抗除草剂性状的开发,以及这些农作物其他重要基因的挖掘和应用打开了大门。相关研究成果在线发表在《植物生物技术(Plant Biotechnology Journal)》上。

  

  据周焕斌研究员介绍,水稻生产中,禾本科杂草的防除是一个难点,尤其是拟态性禾本科杂草如稗、千金子、杂草稻等防控难度较大,严重影响水稻产量和品质。采用二硝基苯胺类除草剂二甲戊灵防除禾本科杂草虽然防效理想,但易造成水稻药害。新兴的植物单碱基编辑技术为解决杂草防治的农作物的安全性难题提供了全新的育种思路和途径。

  研究人员利用腺嘌呤碱基编辑器rBE14工具,对水稻α-微管蛋白基因进行了编辑,获得了第268位氨基酸残基Met突变为Thr的定点突变体。并且该突变体在高剂量的载药培养基上能够正常发育并产生可育后代,而同等和较低剂量的载药培养基上野生型水稻则不能存活,这表明该突变体能够产生氟乐灵和二甲戊灵抗性。研究还发现该突变可在后代中稳定遗传且不会对水稻产量和品质等其它农艺性状造成影响。进一步分析发现α-微管蛋白基因的Met268位点在自然界的4000多份水稻种质中高度保守,并存在于玉米、小麦和高粱等其他农作物中,因此可应用于其他水稻品种和农作物中,以创造抗二硝基苯胺类农药的新种质。

  该研究得到中国农科院科技创新工程、国家自然科学基金等项目资助。(通讯员 欧阳灿彬)

  原文链接:https://doi.org/10.1111/pbi.13430

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