Ученые клонировали новый ген, ответственный за устойчивость риса к глюфосинату

Исследователи клонировали новый ген, ответственный за устойчивость риса к гербициду глюфосинату, и провели углубленный анализ его функциональных характеристик. Работой руководил профессор У Юэцзинь из Хэфэйского института физических наук (HFIPS) Китайской академии наук (CAS).

Исследование было опубликовано в журнале Plant Biotechnology Journal 9 сентября.

Создание и изучение гербицидоустойчивых зародышевых линий риса имеет значительный потенциал для эффективного управления сорняками и развития современного сельского хозяйства. Глюфосинат широко используется благодаря своему неселективному, широкому спектру действия и высокой эффективности в борьбе с сорняками. Поэтому создание устойчивой к глюфосинату линии риса является важной задачей.

В этом исследовании семена риса подвергали облучению тяжелыми ионами и отбирали на устойчивость к глюфосинату. Были идентифицированы два отдельных растения риса, glr1 и glr2, проявившие устойчивость.

Результаты показали, что мутант glr1 демонстрировал значительную устойчивость к глюфосинату. С помощью позиционного клонирования и функционального анализа исследователи выяснили, что ген GLR1 кодирует ARF18, который принадлежит к семейству факторов ответа на ауксин (ARF).

Кроме того, они обнаружили, что белок GLR1/ARF18 может напрямую связываться с промоторами нижележащих генов, а именно OsGS1, OsCYP51G3 и OsCATA, и, как следствие, подавлять их экспрессию.

У дикого типа обработка глюфосинатом вызывала активацию гена GLR1, что приводило к подавлению нижележащих генов, связанных с детоксикацией аммиака и активных форм кислорода (АФК, ROS). Это препятствовало своевременному выведению накопившихся в растении аммиака и АФК, что в конечном итоге приводило к его гибели.

Напротив, когда ген GLR1 мутирован, его способность подавлять экспрессию соответствующих генов нарушена. В результате белки, кодируемые этими генами, остаются активными, обеспечивая эффективное выведение накопившихся аммиака и АФК. Это, в свою очередь, предотвращает повреждение и гибель растения.