Новый метаболит стимулирует рост риса и подавляет сорняк
Исследователи из KAUST обнаружили природный метаболит, который стимулирует рост растений риса и подавляет заражение распространённым паразитическим растением. Это открытие может помочь в решении проблемы глобальной продовольственной безопасности.
Ключевое открытие
- Учёные идентифицировали новый апо-каротиноидный метаболит — заксинон (zaxinone).
- Он синтезируется ранее не изученной группой ферментов каротиноид-расщепляющих диоксигеназ (CCDs), присутствующих в большинстве растений.
- Заксинон выполняет двойную функцию: стимулирует рост растений и снижает заражение корневым паразитом Striga (ведьмины травы).
Проблема Striga
- Striga — паразитическое растение, поражающее злаки. Его семена прорастают в ответ на гормоны растения-хозяина — строголактоны.
- Паразит прикрепляется к корням и истощает ресурсы (питательные вещества, воду), резко снижая урожайность.
- Striga уже поражает более 60% пахотных земель в Африке к югу от Сахары и является одной из семи основных биотических угроз продовольственной безопасности.
Механизм действия заксинона
- Анализ генов CCD у 69 видов растений (включая рис) выявил фермент, продуцирующий заксинон.
- Мутантные растения риса с пониженным содержанием заксинона отличались плохим ростом и повышенным уровнем строголактонов.
- Обработка заксиноном восстановила рост мутантов и усилила рост диких растений.
- Метаболит регулирует уровень строголактонов, что, в свою очередь, подавляет заражение Striga.
Перспективы применения
По словам ведущего автора исследования Цзянь Ю Вана и профессора Салима Аль-Бабили, заксинон обладает большим потенциалом:
- Биостимулятор для ускорения роста растений.
- Средство борьбы с заражением Striga.
В настоящее время команда проводит метаболомические и транскриптомические исследования, чтобы полностью понять механизмы действия этого регулятора роста.