Вынуждая паразитические растения к «самоубийству» для помощи фермерам

Паразитические сорняки, такие как заразиха и стрига, опустошают урожаи в Африке и Азии, высасывая питательные вещества из культур вроде риса и сорго. Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) предложили стратегию, использующую собственную биологию сорняков против них.

Ключом к методу являются гормоны растений — строголактоны. Они выполняют две функции:

• Внутри растения регулируют рост и реакцию на стресс (например, нехватку воды).
• Вне растения выделяются в почву для привлечения полезных грибов.

Однако паразитические сорняки научились «перехватывать» этот сигнал, используя строголактоны как команду к прорастанию и атаке корней культур.

«Эти сорняки ждут сигнала, чтобы проснуться. Мы можем дать им этот сигнал в неподходящее время — когда для них нет пищи — чтобы они проросли и погибли», — объяснил соавтор исследования Дэвид Нельсон. — «Это как переключить их собственный выключатель против них, по сути, побуждая их совершить самоубийство».

Исследовательская группа под руководством Янран Ли воссоздала биосинтез строголактонов, используя генетически модифицированные клетки E. coli и дрожжей в качестве «микрофабрик». Это позволило изучить ферменты, ответственные за производство гормонов, и выявить ключевую метаболическую «развилку» в их эволюции из внутренних регуляторов во внешние сигналы.

Помимо сельского хозяйства, строголактоны перспективны для медицины (как потенциальные противораковые или противовирусные агенты) и борьбы с болезнями растений, например, позеленением цитрусовых.

Следующий шаг — тестирование метода в полевых условиях. Ученые работают над тем, чтобы «настроить» химический сигнал для максимальной эффективности, что может стать переломным моментом в защите урожаев.

Исследование, проведенное под руководством профессора Джулии Бейли-Серрес, опубликовано в журнале Science.