植保所在草甘膦抗性杂草进化机制方面取得新进展
近日，植保所杂草防控课题组联合澳大利亚西澳大学、美国密歇根州立大学相关团队在Nature communications（中科院大类一区，IF=16.6）上发表题为“Subtelomeric 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase copy number variation confers glyphosate resistance in Eleusine indica”的研究论文。植保所张纯研究员和美国密歇根州立大学博士Nicholas A. Johnson为论文第一作者，西澳大学余勤教授、美国密歇根州立大学Eric Patterson教授和田兴山研究员为论文共同通讯作者。美国密歇根大学Nathan Hall博士参与该项工作。
草甘膦是全球产、销、用居首位的非选择性除草剂。牛筋草是一种全球性恶性杂草，在华南地区广泛发生，前期研究发现广东地区绝大多数牛筋草种群通过EPSPS基因复增对草甘膦产生抗药性。但由于全球杂草基因组学资源有限，EPSPS基因复增的起源和分子机制在许多草甘膦抗性杂草中难以解析。
本研究通过三代基因组测序技术，获得了草甘膦敏感型和抗型牛筋草高质量基因组资源。利用该基因组及重测序信息等，对草甘膦靶基因EPSPS的新增拷贝序列进行了精细组装和分析，明确了EPSPS基因在染色体上的定位，同时发现在草甘膦抗性牛筋草中，EPSPS基因与其它几个基因融合后形成复增片段“EPSPS- cassette”插入到基因组的一个或多个亚端粒区域，这些区域的中EPSPS基因的复增可能是通过减数分裂时期染色体不均等交换发生的。本研究拓展了对染色体亚端粒区作为新变异发生区的重要性的认识，为除草剂抗性进化研究开辟了新的视野；研究成果是牛筋草基因组学研究的重大突破，为除草剂的研发和新作用机制除草剂的创制提供了丰富的基因资源。
本研究得到国家自然科学基金（32272568和31871984），广东省科技计划项目（2019B121201003），美国密歇根大学基金项目（DGE-1828149和T32-GM110523）和澳洲GRDC项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40407-6