近日，资源所卓越创新中心团队在国际期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院/JCR一区，IF=6.1，农林科学TOP期刊）上在线发表了题为“Improving the herbicide resistance of rice 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase by DNA shuffling basis directed evolution”的文章（https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c04079）。

水稻是世界上重要的粮食作物之一，水稻田杂草的防除对于保障作物的产量和品质具有重要的意义。然而，由于抗性杂草种群快速发展、新靶标的除草剂匮乏、水稻药害频发及现有除草剂使用寿命缩短等原因，使得我国水稻产区的杂草防控面临严峻挑战。利用酶工程定向进化改造、基因编辑等生物技术加快培育抗除草剂水稻新品种，对有效控制抗性杂草种群爆发和开拓绿色的控草新技术具有重大价值和现实意义。

该研究以除草剂靶点HPPD（4-羟基苯丙酮酸双加氧酶）为研究对象，利用优化后的DNA Shuffling技术建立了水稻HPPD的随机突变文库，并通过定向进化筛选获得一个具有硝磺草酮抗性的突变体MFRR-2。酶学研究表明，尽管该突变体在体外的稳定性有所降低，但其在25°C的最适温度下的酶活性仍与野生型水稻HPPD相当；且在浓度为50μM的硝磺草酮（野生型水稻HPPD IC50）处理下，其仍能保持约90%酶活性。该研究对DNA Shuffling技术用于HPPD定向进化进行了有益探索，且获得的突变体在除草剂抗性基因工程中具有潜在的应用价值。

资源所陈乐助理研究员为该论文第一作者，张保龙研究员、郭冬姝副研究员为共同通讯作者。该研究得到了江苏省重点研发项目（BE2022365）、江苏省农业自主创新基金项目（CX(22)3023, CX(21)1002)）、三亚崖州湾科技城“崖州湾”菁英人才科技专项项目（SCKJ-JYRC-2022-35）的资助。