东北农业大学青年教师第一作者在国际著名学术期刊发表文章

近日，东北农业大学园艺学院王傲雪教授和Hossein Ghani Zadeh 教授团队在国际著名学术期刊《Journal of Experimental Botany》发表了题为“An evolutionary-physiology perspective on the emergence of non-target-site herbicide resistance”(从进化生理学视角看非靶标位点除草剂抗性的产生)的观点文章（Opinion Article）。该期刊2025年影响因子为6.5。

杂草对除草剂的抗性问题是全球农业生产面临的重大挑战。以往对非靶标位点抗性的研究，通常始于抗性种群已经形成之后，而对抗性如何从无到有、逐步建立的过渡阶段关注不足。针对这一研究空白，王傲雪教授团队提出了一个进化生理学框架，系统阐释了杂草对除草剂重复胁迫的暂时性响应如何逐步发展为稳定且可遗传的非靶标点位抗性。

文章指出，当敏感杂草受到除草剂处理时，少数个体可能通过迅速重新平衡活性氧水平、激活抗氧化酶、增强细胞色素P450和谷胱甘肽S转移酶介导的解毒作用、改变物质转运活性，以及协调激素和钙信号等方式存活下来。这些响应可能具有诱导性和暂时性。反复施用除草剂会优先保留那些保护性网络启动更早、反应更强或激活阈值更低的个体。经过多个世代的选择，可塑性的胁迫缓冲能力可能逐渐转变为组成型的预备状态，同时仍维持足够的生长和繁殖能力，使存活个体能够影响下一代种群的遗传组成。

文章进一步提出了这一转变可能发生的若干途径。遗传同化可通过调控突变、拷贝数变化、基因家族扩张或染色体外环状DNA，使原本可诱导的响应趋于稳定。DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等表观遗传过程，可能提供一种分子记忆，将短期表型可塑性与后续的遗传固定联系起来。多倍体基因组结构还可能进一步扩大抗性进化可利用的调控和代谢资源。这些过程共同作用，能够重新连接保守的胁迫响应网络，使解毒酶、转运蛋白和氧化还原系统成为相互协调的非靶标位点抗性组分。

作者同时强调，该框架的部分内容仍属于有待直接验证的假说。他们建议开展纵向研究和实验进化研究，持续追踪亲本及其后代的信号传导、解毒作用、存活率、生物量、繁殖力、竞争能力和适合度代价。此类研究有望揭示抗性究竟是通过对现存变异的逐步优化、表观遗传预激、关键变异的固定，还是更广泛的调控网络重塑而形成。与仅关注已经形成的抗性终点相比，聚焦抗性的进化路径可能有助于更准确地预测和管理杂草的快速适应。

该论文由动物科学技术学院草业科学专业贺璐璐及园艺学院刘洋副教授负责撰写论文初稿。王傲雪教授和Hossein Ghani Zadeh 教授提出研究构想并审阅论文，同时担任共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目U22A20495 和 32472750 的资助。