课题基金 / 基金详情

脂氧合酶在稗草应答靶向除草剂抗性演化中的分子机理

批准号:
32072435
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李永丰
依托单位:
学科分类:
农田草害、鼠害及其他有害生物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李永丰

项目摘要

结项摘要

李永丰的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
前期研究发现脂氧合酶(LOXs)在稗草(Echinochloa crus-galli (L.) Beauv)应答靶向除草剂抗性演化进程中起着重要作用,但其功能知之甚少。本申请项目拟从植物对除草剂的胁迫诱导、信号传导及其处理胁迫环境能力来审视杂草抗药性机理。本项目拟以遗传背景一致的系列稗草(多抗、单抗与敏感)为材料,靶向药剂为二氯喹啉酸与五氟磺草胺,采用农药学、植物学等多学科研究手段,首先阐明靶向除草剂胁迫下,各处理植物形态学与光合生理特征参数;并分析其根、茎与叶片候选植物激素(茉莉酸、水杨酸等)含量动态变化;克隆并阐明供试稗草间LOXs的生物学功能差异性,分析LOXs基因与关键调控因子表达特征,最后探明靶向除草剂胁迫下,稗草种间脂氧合酶信号途径并佐证其功能,发掘农田杂草抵御靶向除草剂的作用模式。研究结果将阐明脂氧合酶介导杂草防御靶向除草剂胁迫的分子机理,为作物绿色增产增效提供新的理论依据。
英文摘要
Previous work demonstrated lipoxygenases (LOXs) played a crucial role in the evolution of herbicide resistance in Echinochloa crus-galli (L.) Beauv response to targeted herbicide. However, little is known about the function of LOX associated with herbicide resistance mechanisms in resistant weed species. This research intends to examine the mechanism of weed resistance from herbicide- induced, signal transduction and environmental stress processing. In this study, the E. crus-galli populations with single or multiple herbicide resistances to the commonly used herbicide quinclorac and penoxsulam have been collected. The resistant populations with the same genetic background will be characterized and used for this study together with the susceptible populations. The morphology and physiological characteristic parameters under targeted herbicide stress will be investigated among these populations by means of pesticide science, botany and other multidisciplinary research methods. The dynamic changes of candidate plant hormones (jasmonic acid, salicylic acid, etc.) in root, stem and leaf will be analyzed to reveal expression patterns of LOXs and key regulators in resistant E. crus-galli. Furthermore, the LOX gene will be cloned to evaluate the diverse biological functions of LOXs involved in herbicide resistance in E. crus-galli populations. Finally, the LOX signal pathway in E. crus-galli response to targeted herbicides will be captured and functional characterization of LOXs will be conducted to determine the protective patterns of weeds against herbicides. The results will help better understand the molecular mechanisms of weed resistance mediated by lipoxygenase in response to targeted herbicides. It will also provide the theoretical support for improving grain yield in rice.
抗性稗草(Echinochloa crus-galli (L.) Beauv)持续威胁我国的水稻产量与品质,造成巨大经济损失。前期研究发现脂氧合酶(LOXs)在稗草应答靶向除草剂抗性演化进程中起着重要作用,依托本项目(32072435)的资助,以遗传背景一致的系列稗草(多抗、单抗与敏感)为材料,靶向药剂为二氯喹啉酸与五氟磺草胺,采用农药学、植物学等多学科研究手段,首先明确了单抗二氯喹啉酸、单抗五氟磺草胺及兼抗二氯喹啉酸与五氟磺草胺的抗性稗种群的抗性指数(RI),并且分析了3个抗性种群与对应敏感性种群间的生物学特征参数(分蘖数、干物质干重、千粒重与起点温度等)以及光合作参数的差异性;从供试抗性稗草中克隆得到了脂肪氧合酶基因(LOX) ORF全长为2598bp, 865AA,构建了稗LOX蛋白家族的进化树,同时还发现单抗五氟磺草胺以及兼抗二氯喹啉酸与五氟磺草胺的抗性稗种群ALS靶标无突变位点;经供试药剂药剂胁迫处理,初步明确供试种群间脂氧合酶(LOXs)活性动态变化存在差异,其中兼抗种群活性提升均高于单抗种群。通过时序转录组分析发现:五氟磺草胺和二氯喹啉酸的处理都可以使抗性和敏感性生物型稗草的LOX基因家族中大部分表达上调,且二氯喹啉酸的处理能诱导较高的LOX表达量,LOX基因家族有EcLOX2,EcLOX4,EcLOX30,EcLOX5,EcLOX17,EcLOX8,EcLOX14,EcLOX20,EcLOX24,EcLOX15,EcLOX27和EcLOX31。在项目实施过程中,针对长江下游区域性水稻田抗ACCase抑制剂类除草剂的稗草以及毛马唐种群爆发成灾,及时应用本项目的阶段性成果初步阐明稗草与毛马唐的抗性机理,并寻找出安全高效的治理方案,取得了较好的控制效果,社会经济效应比较显著。发表标注的SCI论文4篇,联合培养硕士研究生1名。参加国际学术会议1次、国内学术会议2次。
细胞色素CYP86A启动子插入序列突变调控毛马唐对ACCase抑制剂类除草剂的抗性机制
  • 批准号:
    32572858
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    李永丰
  • 依托单位:
基于EcACO基因突变抗性稗草种间生态适合度的差异性研究
  • 批准号:
    31672042
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    李永丰
  • 依托单位:
稗草抗二氯喹啉酸、五氟磺草胺和双草醚的多抗性分子机理研究
  • 批准号:
    31371953
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李永丰
  • 依托单位:
日本看麦娘抗乙酰羟酸合酶抑制剂类除草剂的分子机制研究
  • 批准号:
    30971926
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李永丰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金