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耐亚磷酸盐除草剂转基因油菜的创建和抗性评价

文献类型： 中文期刊

作者： 钟元 1 ; 朱天宇 1 ; 戴成 1 ; 马朝芝 1 ;

作者机构： 1.华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室/国家油菜工程技术研究中心/洪山实验室

关键词： 甘蓝型油菜;除草剂;亚磷酸盐;ptxDQ

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2024 年 005 期

页码： 1158-1171

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 在油菜的生产过程中,大量伴生的杂草严重影响了其产量和品质。由于近年来田间抗除草剂杂草数量的增加,除草剂的选择正在迅速减少,这影响了未来农业的可持续发展。植物可以通过正磷酸盐（Pi）转运蛋白吸收亚磷酸盐（Phi）,但Phi不能被代谢为作物的磷肥料,导致植物生长受到抑制。此前,从罗尔斯通菌属（Raltsonia sp. strain 4506）中分离出了ptxD（phosphitedehydrogenase）基因,其139位的酪氨酸突变为谷氨酰胺（Y139Q）的突变蛋白ptxDQ催化Phi转化为Pi的活性显著提高。为了评价ptxDQ/Phi系统对甘蓝型油菜杂草的防治效果,本研究获得了带有密码子优化的ptxD （Y139Q, ptxDQ）基因的转基因甘蓝型油菜。在以Phi为单一磷元素的条件下, ptxDQ转基因油菜可以正常生长,体内Pi含量显著提高,且Pi饥饿响应基因（PT21和PT24等）的表达水平被显著抑制,说明ptxDQ在油菜体内可以促使Phi转化为Pi。此外,ptxDQ转基因油菜具有比野生型油菜和单子叶杂草（狗尾草）更强的生长竞争优势。综上所述,ptxDQ/Phi是一种有效的油菜磷利用和杂草控制系统,既可以抑制杂草的生长,又可以为作物提供充足的Pi营养,从而提高了农业的可持续性。

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