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真菌基因组中“发掘”出天然除草剂配方

发布于:2018-11-15 10:34   来源: 科技新闻网

英国《自然》杂志11日在线发表的生物技术文章称,美国科学家团队通过发掘真菌基因组,找到了一种天然除草剂的新作用机理。面对世界范围内除草剂抗性日益加重,这一发现或能为急需新配方的除草剂“军团”增添“新兵”。

当前,使用化学除草剂已成为农业防除杂草最主要的手段。但随着除草剂大量频繁使用,抗性杂草以惊人的速度蔓延开来,并始终伴随着全球农业的发展。鉴于此,科学家们一直希望能发掘到全新配方的除草剂。

在本研究中,加州大学洛杉矶分校科学家团队查找了丝状真菌的基因组,发现其中很多能产生帮助定殖、杀死植物的化合物,使其成为一种有效的除草剂潜在来源。考虑到代谢酶二羟酸脱水酶(DHAD)是植物生长所必需的生物合成途径的最后一步,研究人员特地寻找靶向DHAD的化合物。由于这一途径在动物中并不存在,便成了除草剂研发中最常见的靶标。不过,此前从未研发出作用于植物的天然DHAD抑制剂。

研究团队通过为真菌生存提供自身抗性的额外DHAD基因序列,寻找编码DHAD抑制剂的生物合成基因簇。经过考察常见的土壤霉菌土曲霉(Aspergillus terreus)等各种真菌,研究人员发现有一种基因簇可以编码酶,这些酶能产生已知的真菌产物——“aspterric酸”。研究人员还发现,“aspterric酸”正是DHAD的抑制剂,经测试证实作为喷雾式除草剂效果良好。

此外,研究团队证实,他们发现的这种自身抗性基因并不会受到“aspterric酸”的影响;把抗性基因转移到植物中后,植物也会对新型除草剂产生抗性。因此,这些发现不但有助于解决杂草除草剂抗性日益加大的问题,同时也证明了抗性基因导向的方法,可用于发现更有效的、具有生物活性的天然产品。

责任编辑:任静
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