2023年5月12日，南京农业大学强胜教授团队与澳大利亚西澳大学余勤教授等在国际知名经典期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry在线发表了题为” Multiple metabolic enzymes can be involved in cross-resistance to HPPD-inhibiting herbicides in wild radish” 的封面文章。该研究发现野萝卜中3个与对羟基苯丙酮酸双加氧酶（HPPD）类除草剂代谢抗性有关的基因，揭示了野萝卜多个代谢抗性基因共同参与HPPD类除草剂代谢过程。

HPPD类除草剂，作为一种相对较新的除草剂，通过抑制生育酚和质体醌合成来引起植物体内类胡萝卜素缺乏，最终导致植物死亡。该类除草剂除草效率高、杀草谱广、低毒，因此被广泛应用在玉米和小麦田中。目前，产生HPPD类除草剂抗性的杂草仅有3种。野萝卜作为其中之一，我们前期工作发现抗性主要是由于代谢能力的增强导致的，但是引起代谢能力增强的基因以及潜在机制并不清楚。

野萝卜作为麦田常见恶性双子叶杂草，已经进化出多种除草剂抗药性，防除难度大，严重威胁作物生产。该研究通过RNA-Seq分析抗硝磺草酮野萝卜种群和敏感种群中差异基因的表达，成功鉴定并克隆出3个相关基因。其中两个是P450基因（RrCYP704C1 和RrCYP709B1），一个是双加氧酶基因（Rr2ODD1）。转基因拟南芥进一步证明过表达3个基因均可导致对硝磺草酮的抗性。另外3个基因还显示出对HPPD类除草剂环磺酮和异恶唑草酮的抗性。进一步利用UPLC-MS/MS技术分析发现，转RrCYP709B1拟南芥代谢硝磺草酮速度显著快于野生型。分子对接显示CYP709B1能够与硝磺草酮结合，并可能通过羟基化形成4-OH-硝磺草酮，从而降低除草剂毒性。多基因协同作用可能是田间代谢抗性快速进化初级阶段的驱动力。该研究也是首次报道了双子叶植物中代谢HPPD类除草剂的非靶标基因。

野生型与CYP709B1转基因拟南芥对硝磺草酮抗性水平比较

野萝卜中3个代谢抗性基因代谢硝磺草酮的机制

南京农业大学生命科学学院钟山青年研究员鲁焕博士为论文的第一作者，强胜教授和余勤教授为论文的共同通讯作者。澳大利亚两院院士Stephen Powles教授也参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发以及澳洲谷物研究发展组织等项目资助。