草甘膦靶标酶是5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS),EPSPS基因的过表达是杂草抗草甘膦的分子机制之一。比较抗型和敏感型牛筋草中EPSPS基因调控序列,发现抗型牛筋草EPSPS基因5’端非翻译区5’-UTR Py-rich stretch元件发生突变,且该突变与提高抗草甘膦牛筋草EPSPS基因转录水平相关。然而,与该元件及整个EPSPS基因启动子序列结合的关键转录因子尚未可知。为进一步探究抗草甘膦牛筋草中EPSPS基因的转录调控机制,本研究利用RNA-seq技术分析了抗草甘膦牛筋草EPSPS过表达相关的基因调控网络,筛选出相关转录因子;通过酵母单杂交技术体外验证相关转录因子与5’-UTR Py-rich stretch元件的结合情况。转录本差异表达分析显示,与草甘膦敏感型(GS)牛筋草相比,抗草甘膦牛筋草在草甘膦处理后有2752个unigenes的表达增加,4025个unigenes的表达减少。其中,鉴定出1373个unigenes与EPSPS基因共表达。GO和KEGG通路分析表明,上调的unigenes主要富集于叶绿体,并与莽草酸生物合成通路、叶绿素II和过氧化物酶体代谢过程相关。值得注意的是,催化莽草酸转化为莽草酸3-磷酸(S3P, EPSPS的底物)的莽草酸激酶的表达也上调。筛选到8个转录因子可能参与EPSPS表达,其中预测三个转录因子(ARF2, ARF8和BPC6)能与5 ' utr Py-rich元件结合。酵母单杂交实验表明ARF8和BPC6能与野生型5’-UTR Py-rich stretch元件结合,但不再能与其突变体结合。本研究数据表明,与草甘膦敏感型牛筋草相比,抗草甘膦牛筋草中EPSPS的表达转录调控机制发生了显著的变化。首次筛选分析出与EPSPS基因表达调控相关的转录因子,可为进一步研究基于EPSPS过表达的牛筋草抗草甘膦机理提供了新的参考。