Z-藁本内酯对水稻吸收传导和代谢精异丙甲草胺及代谢相关GSTs基因的影响研究

We found Z-ligustilide separated from Ligusticum chuanxiong hort could protect rice from S-metolachlor injury, though its mode of action is not known. We presume Z-ligustilide accelerate the metabolism of S-metolachlor through the increased GSTs-catalyzed reaction, whilst the effect of Z-ligustilide on uptake and translocation in rice seedlings maybe play a certain role in its mode of action. To understand its mode of action, we will research uptake, translocation and metabolism of the 14C-labelled S-metolachlor in rice seedlings using methods of isotope labelling, HPLC and LC-MS. Subsequently RT-qPCR will be taken to detect the differential expression of metabolism-related GSTs （tau，phi and lambda）, and then the overexpression and RNAi of differentially expressed GSTs genes in transgenic rice is an attempt to verify their effect on S-metolachlor metabolism. Our study is a valuable fundamental research could provide theoretical guidance for the development and application of a new type of safener like Z-ligustilide.

我们从中药材川芎中分离出的活性成分Z-藁本内酯能够保护水稻免受精异丙甲草胺的药害，但是其具体作用机理尚不明确。我们假设Z-藁本内酯主要作用机制是通过提高GSTs活性促进水稻体内精异丙甲草胺的代谢；同时推测Z-藁本内酯对水稻体内精异丙甲草胺吸收传导的影响可能是Z-藁本内酯作用机制的一部分。采用同位素标记、HPLC、LC-MS、RT-qPCR、RNAi、过量表达、转基因和生物测定等技术方法，研究Z-藁本内酯对水稻体内14C-精异丙甲草胺吸收传导的影响；同时，对水稻体内14C-精异丙甲草胺的代谢产物变化进行研究，并研究代谢调控基因GSTs（tau、phi和lambda）的差异化表达；进一步对有差异化表达的基因进行过量表达和RNA干扰，确定关键调控基因。目的就是为了确定Z-藁本内酯保护水稻免受精异丙甲草胺的药害作用机理，为此类新型安全剂的开发应用提供理论指导，具有重要的基础研究价值。

我们从中药材川芎中分离出的活性成分Z-藁本内酯能够保护水稻免受精异丙甲草胺的药害，但是其具体作用机理尚不明确。为了明确其作用机制，采用同位素标记法研究Z-藁本内酯对水稻体内14C-精异丙甲草胺吸收运输的影响；并利用转录组学研究代谢调控相关基因的差异化表达和采用过量表达、转基因和生物测定等技术方法验证差异化表达基因的功能，确认参与调控的关键基因。我们研究认为Z-藁本内酯不影响水稻体内精异丙甲草胺的吸收运输，其解毒机理与该除草剂的吸收运输无关；酶活研究表明Z-藁本内酯提高了GSTs等代谢解毒酶活性，并且通过转录组学分析明确了GSTs等相关代谢解毒催化酶基因的显著性差异表达，证实了这些基因在Z-藁本内酯解毒过程中起着十分重要的作用，而具体关键作用基因的验证实验还在进行中。该研究能为除草剂安全剂的开发应用提供理论指导，具有重要的基础研究价值。