Echinochloa crus-galli genome analysis provides insight into its adaptation and invasiveness as a weed.
Echinochloa crus-galli genome analysis provides insight into its adaptation and invasiveness as a weed.
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稗草基因组分析有助于深入了解其作为杂草的适应性和入侵性
DOI：
10.1038/s41467-017-01067-5
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发表时间：
2017-10-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Fan L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo L;Qiu J;Ye C;Jin G;Mao L;Zhang H;Yang X;Peng Q;Wang Y;Jia L;Lin Z;Li G;Fu F;Liu C;Chen L;Shen E;Wang W;Chu Q;Wu D;Wu S;Xia C;Zhang Y;Zhou X;Wang L;Wu L;Song W;Wang Y;Shu Q;Aoki D;Yumoto E;Yokota T;Miyamoto K;Okada K;Kim DS;Cai D;Zhang C;Lou Y;Qian Q;Yamaguchi H;Yamane H;Kong CH;Timko MP;Bai L;Fan L
稗草 (Echinochloa crus-galli) 是世界各地农田中的一种有害杂草。在没有人为干预的情况下其成功的分子机制目前尚不清楚。在这里，我们报告了六倍体物种 E. crus-galli 的基因组序列草图，即 1.27 Gb 的组装，代表了预测基因组大小的 90.7%。发现了大量编码与解毒相关的细胞色素 P450 单加氧酶和谷胱甘肽 S-转移酶的基因。在 E. crus-galli 基因组中分别发现了两个参与化感化学 2,4-二羟基-7-甲氧基-1,4-苯并恶嗪-3-酮 (DIMBOA) 和植物抗毒素 Momilactone A 生物合成的基因簇。化感物质 DIMBOA 基因簇在与水稻共培养时被激活，而植物抗毒素苦内酯 A 基因簇则专门针对致病性稻瘟病菌的感染而被激活。我们的研究结果为杂草极端适应的分子机制提供了新的认识。
Barnyardgrass (Echinochloa crus-galli) is a pernicious weed in agricultural fields worldwide. The molecular mechanisms underlying its success in the absence of human intervention are presently unknown. Here we report a draft genome sequence of the hexaploid species E. crus-galli, i.e., a 1.27 Gb assembly representing 90.7% of the predicted genome size. An extremely large repertoire of genes encoding cytochrome P450 monooxygenases and glutathione S-transferases associated with detoxification are found. Two gene clusters involved in the biosynthesis of an allelochemical 2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA) and a phytoalexin momilactone A are found in the E. crus-galli genome, respectively. The allelochemical DIMBOA gene cluster is activated in response to co-cultivation with rice, while the phytoalexin momilactone A gene cluster specifically to infection by pathogenic Pyricularia oryzae. Our results provide a new understanding of the molecular mechanisms underlying the extreme adaptation of the weed.
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