近日，中国农业科学院植物保护研究所农田杂草监测与防控创新团队在《Plant Physiology》杂志发表题为 “An ABCG-type transporter endows fomesafen resistance in Amaranthus retroflexus L.” 的研究论文。该研究揭示了ABC转运蛋白ArABCG5通过介导除草剂亚细胞分布从而赋予杂草抗药性的新机制。
反枝苋（Amaranthus retroflexus L.）是大豆田恶性杂草，与大豆竞争造成减产。原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂类除草剂氟磺胺草醚为登记在大豆田防治反枝苋的除草剂，但由于其长期单一使用，反枝苋已经对其产生抗性，成为大豆稳产的限制因素。深入探究反枝苋对氟磺胺草醚的抗性机理，对大豆田草害可持续治理意义重大。
该研究发现，在黑龙江省采集到的抗氟磺胺草醚反枝苋种群中，一个ABC转运蛋白基因ArABCG5的表达水平显著上调。将该基因在拟南芥中过表达，能够赋予转基因拟南芥对氟磺胺草醚的抗性。利用病毒诱导的基因沉默技术敲低ArABCG5基因的表达，则显著降低了反枝苋对氟磺胺草醚的抗性水平。亚细胞定位分析、结构模拟及分子对接结果表明，该转运蛋白定位于质膜，并参与将氟磺胺草醚转运至质体外。该研究为抗药性反枝苋的治理提供了理论依据，并为新型除草剂开发提供了潜在的靶标。
中国农业科学院植物保护研究所为论文唯一完成单位，硕士研究生王若林和曹艺为论文共同第一作者，黄兆峰和李香菊研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家大豆产业技术体系等项目的资助。
