Зеленый свет надежды преодолеть Striga-вызванное отсутствие продовольственной безопасности в Африке

Striga — паразитный завод, который, главным образом, затрагивает части Африки. Несмотря на его красивый фиолетово-розовый расцвет, Striga — большая угроза продовольственным зерновым культурам, таким как рис и зерно, поскольку это наводняет хлебный злак хозяина через свои корни, лишая их их питательных веществ и воды.

Растение-хозяин в конечном счете увядает, ведя, чтобы привести к потерям приблизительно в 40 миллионах гектаров земли, стоимостью в более чем 10 миллиардов долларов США, который затрагивает более чем 100 миллионов человек. Все же полный механизм о том, как Striga обнаруживает присутствие растений-хозяев, был неясен до сих пор, и усилия прилагаются, чтобы разработать новые методы, чтобы сражаться с Striga.Striga, как известно, обнаруживает хлебные злаки хозяина от класса гормонов завода, названных strigolactones, выпущенным заводами. Strigolactones, как известно, ответственны за управление переходом охоты и привлекают mycorrhizal грибы, существующие в почве, которая снабжает завод питательными веществами.

Заводы увеличивают strigolactone синтез, когда они находятся в состоянии недоедания, чтобы ограничить их рост и питательные вещества выгоды от грибов. Однако strigolactones также вызывают прорастание Striga, которое на самом деле приводит к дальнейшему лишению питательных веществ от инвазии вместо того, чтобы избежать недоедания.«Я полагал, что должен быть рецептор белка в Striga, который может обнаружить мелкие суммы strigolactone, произведенного растением-хозяином», говорит Юичиро Тсучия, биолог завода в Институте Поддающихся трансформации Биомолекул (ITbM) в Нагойском университете.

Так как Striga обычно растет после паразитирования до растения-хозяина, генетическая неподатливость Striga была главным барьером для идентификации его механизма прорастания. «Я показывал коммерчески доступные strigolactone производные с надеждой найти молекулы, которые могут определить strigolactone рецептор, ответственный за прорастание в Striga». Striga, как известно, увядает и умирает, если они неспособны найти хозяина после прорастания. Поэтому молекулы, которые могут искусственно вызвать прорастание Striga, были бы обещанием, агрохимическим, чтобы управлять прорастанием Striga и таким образом предотвратить паразитизм к зерновым культурам.Tsuchiya присоединился к Нагойскому университету в 2013 и одновременно столкнулся с аспирантом Масахико Ешимурой, синтетическим химиком, в коммунальной аналитической лаборатории.

После прохождения друг друга несколько раз, Tsuchiya начал говорить о его исследовании с Ешимурой, который быстро выразил интерес к исследованию Тсучии. Вместе с Синьей Хэджихарой адъюнкт-профессор в ITbM, который является также химиком, Йошимурой, проектировал подобную strigolactone молекулу, которую он синтезировал за два дня.

«Я был действительно удивлен, как быстро Yoshimura-kun синтезировал молекулу исследования», говорит Тсучия. «Это — очевидно, результат обширной совместной среды ITbM между химией и биологией».«Мы назвали молекулу ‘Yoshimulactone (YLG)’, который разработан, чтобы произвести зеленую флюоресценцию после реакции и быть анализируемым рецепторами белка, обнаруживающими strigolactones в Striga», говорит Хэджихара.Yoshimura сначала рассматривал завод модели Arabidopsis с Yoshimulactone и нашел, что это управляет охотой, ветвящейся таким же образом, поскольку strigolactones делает, таким образом указывая, что это показывает подобную биологическую активность.

Когда с семенами Стриги отнеслись Yoshimulactone, команда наблюдала прорастание семени наряду с зеленой флюоресценцией.«Наши расследования показывают, что семена Стриги обладают strigolactone рецепторами белка», заявляют Tsuchiya и Hagihara. «Мы также смогли определить фактические белки, ответственные за прорастание семени в Стриге с наблюдением за зеленой флюоресценцией, которая появилась на лечение с Yoshimulactone».Дальнейший анализ семян Стриги с Yoshimulactone показал, что паразитирующий механизм Стриги, вероятно, будет работать начальным признанием соседнего растения-хозяина обнаружением strigolactones и их производных. Этот пункт признания в конечном счете становится кончиком корня Стриги и вызывает пробуждение всего семени Стриги, которое тогда стимулирует рост корня к растению-хозяину.

«Честно говоря, я не знал о Striga прежде, чем начать это исследование и не имел подсказки, что такое довольно розовое цветущее растение могло иметь такой разрушительный эффект к зерновым культурам», говорит Йошимура. «У меня было некоторое знание о флуоресцентных молекулах, которые помогли мне проектировать молекулы исследования. Хотя у меня не было фона биологии, я действительно любил проводить эксперименты с заводами и обнаруживать ключевой компонент, который может пролить свет к решению отсутствия продовольственной безопасности, вызванного Striga».Главная причина для того, почему проблему Стриги было настолько трудно преодолеть, является результатом уникальной стратегии выживания Стриги. Семена Стриги маленькие в размере (приблизительно 0,3 мм) и легко рассеяны ветром.

Кроме того, семена Стриги остаются бездействующими в почве в течение многих десятилетий, пока она не находит растение-хозяина. После ощущения растения-хозяина в непосредственной близости паразитные семена прорастают и наводняют растение-хозяина.

После поглощения питательных веществ и воды от растения-хозяина, цветов завода Стриги и производит больше семян. Этот эффект снежка делает чрезвычайно трудным истребить Стригу, как только нива затронута им и может привести к полному неурожаю в серьезных случаях.«Мой интерес к Striga появился с 2004, когда я изучал прорастание завода посредством показа strigolactone производные в Канаде», говорит Тсучия. «Мне повезло быть в состоянии решить долгую разыскиваемую тайну strigolactone рецепторов в Striga молекулами, синтезируемыми в ITbM. Я надеюсь поехать в Африку, чтобы спасти Striga-затронутые нивы, используя наш новый молекулярный подход», он продолжает.

Исследовательская группа ITbM в настоящее время работает над развитием новых молекул, чтобы управлять прорастанием Striga и предотвратить паразитизм к хлебным злакам.


6 комментариев к “Зеленый свет надежды преодолеть Striga-вызванное отсутствие продовольственной безопасности в Африке”

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *