Transcriptionally linked simultaneous overexpression of P450 genes for broad-spectrum herbicide resistance
Notice bibliographique
Résumé
Broad-spectrum herbicide resistance (BSHR), often linked to weeds with metabolism-based herbicide resistance, poses a threat to food production. Past studies have revealed that overexpression of catalytically promiscuous enzymes explains BSHR in some weeds; however, the mechanism of BSHR expression remains poorly understood. Here, we investigated the molecular basis of high-level resistance to diclofop-methyl in BSHR late watergrass (Echinochloa phyllopogon) found in the United States, which cannot be solely explained by the overexpression of promiscuous cytochrome P450 monooxygenases CYP81A12/21. The BSHR late watergrass line rapidly produced 2 distinct hydroxylated diclofop acids, only 1 of which was the major metabolite produced by CYP81A12/21. RNA-seq and subsequent reverse transcription quantitative PCR (RT-qPCR)-based segregation screening identified the transcriptionally linked overexpression of a gene, CYP709C69, with CYP81A12/21 in the BSHR line. The gene conferred diclofop-methyl resistance in plants and produced another hydroxylated diclofop acid in yeast (Saccharomyces cerevisiae). Unlike CYP81A12/21, CYP709C69 showed no other herbicide-metabolizing function except for a presumed clomazone-activating function. The overexpression of the 3 herbicide-metabolizing genes was also identified in another BSHR late watergrass in Japan, suggesting a convergence of BSHR evolution at the molecular level. Synteny analysis of the P450 genes implied that they are located at mutually independent loci, which supports the idea that a single trans-element regulates the 3 genes. We propose that transcriptionally linked simultaneous overexpression of herbicide-metabolizing genes enhances and broadens the metabolic resistance in weeds. The convergence of the complex mechanism in BSHR late watergrass from 2 countries suggests that BSHR evolved through co-opting a conserved gene regulatory system in late watergrass.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».