水稻生產(chǎn)中，禾本科雜草的防除是一個難點，尤其是擬態(tài)性禾本科雜草如稗、千金子、雜草稻等防控難度較大，嚴重影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)。采用二硝基苯胺類除草劑二甲戊靈防除禾本科雜草雖然防效理想，但易造成水稻藥害。

新興的植物單堿基編輯技術為解決雜草防治的難題提供了全新的育種思路和途徑。

近日，中國農(nóng)科院植保所作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊在《Plant Biotechnology Journal》上報道了通過單堿基編輯技術創(chuàng)制抗二硝基苯胺類除草劑二甲戊靈和氟樂靈水稻新種質(zhì)的研究，并發(fā)現(xiàn)該靶位改良方案也適用于其他水稻品種和其它主要農(nóng)作物抗此類除草劑性狀的快速改良。

研究人員利用前期開發(fā)的腺嘌呤堿基編輯器rBE14工具，對水稻α-微管蛋白基因 OsTubA2 進行了定點核苷酸編輯，獲得了第268位氨基酸殘基Met突變?yōu)門hr的突變體。該突變體在高劑量的載藥培養(yǎng)基上能夠正常生長并產(chǎn)生可育后代，其對靶標除草劑二甲戊靈耐受水平達到推薦劑量的3倍，對氟樂靈也有較好的耐受性，而同等甚至較低劑量的載藥培養(yǎng)基上野生型水稻則不能存活，這說明Met268Thr突變體對靶標除草劑具有較高的抗性。

進一步研究表明，該突變可在后代中穩(wěn)定遺傳且不會對水稻產(chǎn)量和其它品質(zhì)等農(nóng)藝性狀造成影響。生物信息學分析發(fā)現(xiàn) OsTubA2 基因的Met268位點在自然界的4000多份水稻種質(zhì)及玉米、小麥和高粱等主要農(nóng)作物中高度保守。

因此，本研究中使用的方案同樣適合其他水稻品種和其它農(nóng)作物抗二硝基苯胺類除草劑的精準快速分子育種。該研究是近幾年發(fā)展起來的單堿基編輯技術應用于抗除草劑水稻育種材料創(chuàng)制和性狀快速改良的實例，其在加快作物傳統(tǒng)育種進程，節(jié)省大量人力和物力的同時，也對各農(nóng)作物抗除草劑性狀的開發(fā)及其它重要基因的挖掘和應用具有借鑒作用。

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