Растение-биосенсор поможет африканским фермерам бороться с паразитической «ведьминой травой»

Инженеры и биологи из Университета Торонто разработали новую стратегию помощи африканским фермерам в борьбе с паразитическим растением, уничтожающим урожаи.

Растения рода Striga, также известные как ведьмина трава, паразитируют на других растениях, проникая в их корневые системы. Проблема затрагивает более 100 миллионов человек в 25 странах Африки к югу от Сахары.

Профессор химической инженерии Алексей Савченко и профессор Питер Маккорт создали генетически модифицированный растительный биосенсор — инструмент для поиска молекул, способных предотвратить заражение Striga.

Принцип атаки и стратегия обмана

Когда сельскохозяйственные культуры начинают прорастать, они выделяют в почву гормоны. Striga эволюционировала, чтобы распознавать эти сигналы, и ускоряет собственное прорастание, чтобы атаковать корни культуры.

Ученые планируют обмануть Striga, распылив на почву химическое вещество, похожее на растительные гормоны. Это заставит Striga прорасти преждевременно, после чего её можно будет уничтожить до посадки культур.

Создание биосенсора

В исследовании, опубликованном в журнале Science, команда идентифицировала 11 белковых гормональных рецепторов в Striga. Структуру наиболее чувствительных рецепторов определили с помощью рентгеновской кристаллографии.

Затем ген самого чувствительного рецептора клонировали и внедрили в Arabidopsis thaliana — модельное растение, не являющееся паразитом. Генетически модифицированный Arabidopsis теперь реагирует на гормоны культур так же, как и Striga.

Перспективы применения

Ученые используют этот биосенсор для скрининга химических соединений, имитирующих растительные гормоны. Этот инструмент также может быть ценен для агрохимических компаний, которые могут тестировать свои библиотеки соединений.

«Мы показали, что этот рецептор очень важен для паразитического образа жизни Striga, и, сделав его частью растительного биосенсора, предоставили все компоненты, которые люди могут использовать [для поиска решения]», — говорит Савченко.