对玉米的转录基因分析揭示了涉及在四种安全剂治疗下代谢排毒的假定基因
Lanlan Sun1, Muhan Yang1, Wangcang Su1
1Henan Key Laboratory of Crop Pest Control, Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou, Henan 450002, China.
Pesticide biochemistry and physiology
|August 2, 2023
概括
异二乙烯 (IDF) 和硫胺 (CSA) 增强玉米除草剂代谢和排毒,保护作物免受尼科硫 (NIC) 的伤害. 梅芬二甲基 (MPR) 和芬醇乙基 (FCO) 没有表现出类似的保护作用.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 植物生物化学 植物生物化学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 玉米除草剂损伤可以通过特定的防护剂减轻,但根本的分子机制尚未完全理解.
- 异二乙烯 (IDF) 和硫胺 (CSA) 保护玉米免受尼科硫 (NIC) 的伤害,不同于梅芬二乙烯 (MPR) 和芬克洛拉乙烯 (FCO).
- 由safeners诱导的复杂基因表达模式及其与safening活动的联系需要阐明.
研究的目的:
- 调查四种安全剂 (IDF,CSA,MPR,FCO) 的差异性能力,以提高玉米中尼科硫 (NIC) 的代谢解毒率.
- 识别和描述关键的排毒基因和途径,这些基因和途径参与了对NIC损伤的安全介导保护.
- 为了将基因表达变化与增强的除草剂新陈代谢和保护疗效相关联.
主要方法:
- 用不同安全剂处理的玉米中尼科硫 (NIC) 降解的量化.
- 转录组分析 (RNA-Seq) 来识别差异表达的基因,特别是那些参与排毒的基因.
- 实时定量PCR (RT-qPCR) 用于验证两个玉米杂交系中选择的排毒基因的表达.
- 在使用安全处理后,对玉米中的谷氨酸S转移酶 (GST) 活性进行测定.
主要成果:
- 尼科硫 (NIC) 的降解被异二乙烯 (IDF) 和硫胺 (CSA) 显著加快,但不是由chlorazole-ethyl (FCO) 和mefenpyr-diethyl (MPR).
- 转录组分析显示,IDF和CSA诱导的基因数量比FCO和MPR更多,鉴定了34个与排毒相关的基因 (例如GST,CYP450,UGT).
- 七个关键的排毒基因 (GST31,GST6,GST19,UF3GT,MATE,ADH,SCPL18) 被IDF和CSA持续上调,与增强的GST活动和NIC排毒相关.
结论:
- 防护剂对玉米的尼科硫 (NIC) 损伤的保护作用与它们增强除草剂代谢解毒的能力直接相关.
- 与FCO和MPR不同,异二乙烯 (IDF) 和硫胺 (CSA) 更有效,因为它们有能力对特定的解毒途径进行上调.
- 观察到的安全剂的化学特异性归因于它们对涉及除草剂排毒的基因表达的明显影响.
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