PNAS:谷胱甘肽转移酶在杂草产生多重除草剂耐受性中起关键作用

生物无忧，2013-03-28

摘要： 在一项新的研究中,来自英国几个研究所的科学家们发现谷胱甘肽转移酶似乎也有助于两种入侵性的杂草产生多重除草剂耐受性(multiple herbicide resistance, MHR).相关研究结果于2013年3月25日在线发表在PNAS期刊上.

已知谷胱甘肽转移酶(glutathione transferase)具有中和毒素的作用,因而意味着它能够阻止人体内肿瘤生长.在一项新的研究中,来自英国几个研究所的科学家们发现这种酶似乎也有助于两种入侵性的杂草产生多重除草剂耐受性(multiple herbicide resistance, MHR).相关研究结果于2013年3月25日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为"Key role for a glutathione transferase in multiple-herbicide resistance in grass weeds".

农民将大穗看麦娘(Alopecurus myosuroides)和黑麦草(Lolium rigidum)视作杂草.它们不但是入侵性的(在田间,当与作物混杂在一起时,能够降低作物产量),而且也能够寄宿着一种被称作麦角菌的真菌,这种真菌能够在作物之间扩散并杀死这些作物.因为这些原因,农民就使用除草剂来阻止这些杂草滋生.不幸的是,这些杂草已开始对传统上用来毒杀它们的除草剂产生免疫力.

特别地,在这项研究中,研究人员发现基因AmGSTF1似乎导致谷胱甘肽转移酶过量表达.为此,植物就产生高于正常水平的抗氧化剂,从而有助于抵抗旨在杀死它们的毒素(如除草剂).他们将基因AmGSTF1导入到一种没有产生多重除草剂耐受性的阿拉伯芥(thale cress)中,结果发现阿拉伯芥正好与大穗看麦娘或黑麦草一样对除草剂产生耐受性.有趣的是,他们发现这种同样的酶发挥的作用至少部分上类似于它在人体内肿瘤中发挥的作用.

鉴于已知这种酶有助于人体内的肿瘤抵抗毒性药物,科学家们已开发出另一种被称作4-氯-硝基-苯并氧二唑(4-chloro-7-nitro-benzoxadiazole)的药物来阻止谷胱甘肽转移酶产生,因此更加容易杀死肿瘤.也因如此,研究这两种入侵性杂草的研究人员试着将这种药物喷射在已对除草剂产生耐受性的阿拉伯芥上,结果发现这会导致它们丢失它们新获得的能力而再次让它们对能够杀死它们的除草剂敏感.不幸的是,对农民而言,这种药物不能用于入侵性杂草中,这是因为它对人也是有毒性的.但是,研究人员指出人们可能能够开发出另一种类似的药物来杀死这些杂草,但同时不会伤害吃这些作物的动物和人.

论文链接：Key role for a glutathione transferase in multiple-herbicide resistance in grass weeds