日期：2021-04-13

  草甘膦是全球应用最广泛的一种灭生性除草剂，长期和大量使用已导致48类杂草对草甘膦产生了抗药性。任何阻止草甘膦达到其靶标烯醇丙酮基莽草酸磷酸合成酶（EPSPS）的机理，均可导致杂草对草甘膦的抗药性。杂草对草甘膦的转运能力减弱是最常见的非靶标抗性机理，但其与非靶标或草甘膦转运相关的抗性分子机理尚不清楚。ATP-binding cassette（ABC）转运蛋白是一类依赖ATP水解供能的膜定位载体蛋白，可转运激素、脂质代谢物和外源毒性物质等，但其是否在植物对草甘膦的抗药性中发挥作用仍不清楚。
  2021年4月13日，湖南农业科学院柏连阳教授与澳大利亚西澳大学余勤教授等联合在国际权威期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA（PNAS）正式发表了题为“An ABCC-type transporter endowing glyphosate resistance in plants”的研究论文。该研究发现稗草的转运蛋白EcABCC8，可在质膜上将进入膜内的草甘膦转运至膜外以产生抗性，揭示了植物抗草甘膦的全新机制，并且进一步阐述了植物体内ABC转运蛋白的功能。
  稗草是世界性恶性杂草，也是我国农田15种危害严重的杂草之首，稗草已对多种除草剂产生抗药性。该研究通过RNA-Seq技术成功从稗草中鉴定并克隆到草甘膦抗性相关基因EcABCC8。水稻中过表达该基因可导致对草甘膦的抗性，而通过基因编辑手段敲除同源基因可提高其对草甘膦的敏感性，在大豆、玉米及其他植物中，该基因具有同样的功能，表明其可能在高等植物中普遍发挥作用。进一步研究发现，ABCC8主要定位于质膜，在细胞水平上将进入细胞内的草甘膦转运至质膜外以降低毒性，这一原理与人体癌细胞的抗药性机理相似，并利用分子模拟法成功解析了草甘膦分子与稗草EcABCC8蛋白的相互作用。该研究不仅丰富了杂草抗药性基础理论，而且对草甘膦的抗性治理和耐草甘膦作物的遗传改良也具有重要指导价值。
  论文连接：https://doi.org/10.1073/pnas.2100136118。