【研究背景】苦荞(Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn),属于蓼科荞麦属,是一种富含生物活性物质的药食兼用作物。食用苦荞制品对身体健康有益,特别是对糖尿病、高血压、心脑血管疾病等有积极的预防作用。它具有很强的生态适应性,多种植在土地贫瘠的山区,为农民脱贫致富起积极作用。但杂草的危害日趋严重,已经严重影响到其品质和产量,成为制约我国苦荞产业发展的重要障碍。【材料与方法】本研究选用低毒高效的除草剂(苯磺隆)作为筛选药剂,以川荞2号为实验材料,研究其对苯磺隆的反应机制。使用传统的化学诱导方法,以50 mmol/L的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变川荞2号苦荞种子,使用高浓度苯磺隆(田间推荐cutaneous autoimmunity计量)从M1代起Alpelisib浓度正向筛选抗性种质。利用生理生化检测技术和selleck CP-690550转录组测序技术,挖掘苦荞代谢相关候选基因,分析苯磺隆对苦荞的毒害机理以及苦荞对苯磺隆的抗性反应机制。【结果与分析】筛选获得5个M2代抗性株系。用166mg/L苯磺隆分别喷施川荞2号和突变体材料,30天后,荞麦的叶绿素含量,株高和鲜重显著降低,且突变植株受到抑制程度较川荞2号轻。对苯磺隆喷施3天后的植株进行转录组测序分析结果如下:苯磺隆介导的下调基因数量高于上调基因。编码光系统I,光系统II和细胞素b6复合体的基因都显著下调,这与生理检测结果一致。KEGG富集分析表明,下调基因显著富集在光合作用和生物合成相关途径、脂肪酸和碳水化合物生物合成途径。相反,发现许多参与转录、外源代谢、解毒和抗氧化的基因上调。如在调节除草剂解毒过程中的编码细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶、UDP糖基转移酶、羧酸酯酶和ABC转运蛋白的基因都有不同程度升高。与抗性相关的转录因子家族,如WRKY、AP2、MYB、NAC、BZIP等,都受到了明显的调控作用。KEGG富集分析表明,上调基因显著富集在花青素生物合成和类黄酮生物合成途径。【结论】这些结果表明,苯磺隆喷施植株会导致与光合作用、生物合成以及能量代谢等相关基因的表达量降低,造成植株光合作用,伸长生长受到抑制。而植株可通过提高氧化应激、防御和解毒过程等相关基因表达量来提高植株抗性,适应环境生长。本研究通过分析苯磺隆对苦荞的毒害作用,筛选苦荞抗药性相关基因,为解析苦荞抗除草剂机制,为苦荞抗除草剂品种的选育提供理论基础和参考依据。