山东农业大学王金信团队研究揭示杂草植物对除草剂的抗性机制

景杰学术/报道

2019年6月，国际专业学术期刊 Science of the Total Environment（IF 2018 =5.589）在线发表了山东农业大学王金信教授团队题为Unravelling mesosulfuron-methyl phytotoxicity and metabolism-based herbicide resistance in Alopecurus aequalis: Insight into regulatory mechanisms using proteomics的最新研究成果。文章通过蛋白质组学+靶向蛋白质组学PRM验证等方法，揭示了作物生产中杂草植物对除草剂耐药性的机制，为农业领域提高作物产量提供一定的指导意义。

杂草植物对全世界的作物生产带来了严重的威胁，其进化出的非靶向位点依赖的抗性（NTSR）是一种研究较少的多基因特征，使得杂草植物对于除草剂具有非常强的抗性。已有的研究表明细胞色素P450s能提高甲基二磺隆（Mesosulfuron-methyl）这种高效除草剂的代谢速率进而可能在NTSR 中发挥作用，但更深入的机制现在知道的并不多。

山东农业大学王金信教授团队运用iTRAQ蛋白质组学定量技术针对没有抗性和有抗性的看麦娘这种杂草进行研究，差异蛋白分析结果表明除草剂会造成杂草植物在光合作用、氧化还原平衡等过程的损伤。相比之下，抗性植物中的除草剂会被快速降解进而减少除草剂对其带来光合作用等代谢途径的化学损伤。

Graphical Abstract

 同时研究者采用靶向蛋白质学PRM技术对筛选到的差异蛋白进行验证。进一步的研究结果表明esterase, GST和glucosyltransferase能够作为潜在的marker用来快速指征杂草植物的代谢抗性。景杰生物为该研究的蛋白质组学定量提供了技术支持。

参考文献：

Ning Zhao, et al., 2019, Unravelling mesosulfuron-methyl phytotoxicity and metabolism-based herbicide resistance in Alopecurus aequalis: Insight into regulatory mechanisms using proteomics. Science of the Total Environment.

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