Стриголактоны могут открыть новые перспективы в борьбе с сорняками

Ученые: Дрожжи и бактерии синтезируют растительные гормоны для борьбы с сорняками

Растения регулируют свой рост и развитие с помощью гормонов, в том числе группы, называемой стриголактонами, которые предотвращают чрезмерное распускание почек и ветвление

Стриголактоны также помогают корням растений формировать симбиотические отношения с микроорганизмами, которые позволяют растению поглощать питательные вещества из почвы. Эти два фактора привели к тому, что ученые заинтересовались, как можно использовать стриголактоны для контроля роста сорняков и корневых паразитов, а также для улучшения усвоения питательных веществ.

Дрожжи в симбиозе с бактериями могут помочь ученым и растениям

Вместе с Кан Чжоу из Национального университета Сингапура Янран Ли, доцент кафедры химической и экологической инженерии Калифорнийского университета в Риверсайде, руководил группой ученых, которая вставляла растительные гены, связанные с производством стриголактонов, в обычные пекарские дрожжи и не патогенные бактерии Escherichia coli, которые вместе производили целый ряд стриголактонов.

Этот проект начался в начале 2018 в года, но в течение более чем 20 месяцев не было практически никакого прогресса. Фермент DWRF27 не работал, как бы мы ни старались», - сказал Ли.
Тогда команда начала применять в экспериментах кишечную палочку, которая, как уже было доказано, способна производить карлакгон.

Однако полученный гормон оказался нестабильным и не мог быть дополнительно модифицирован искусственной кишечной палочкой в какие-либо стриголактоны

Группе Ли удалось оптимизировать и стабилизировать предшественник карлактона.

 

 

Когда дрожжи и бактерии культивировались вместе в одной среде, они работали как одна команда: E.coli производила карлактон, а дрожжи превращали его в различные конечные продукты стриголактонов. Этот метод также позволил получить достаточное количество стриголактонов для извлечения и изучения. Используя данный метод, удалось определить функцию нескольких ферментов биосинтеза стриголактонов, доказав, что апельсин и виноград обладают потенциалом для синтеза стриголактонов типа оробанчола.

Изучение симбиоза дрожжей и бактерий может дать новое оружие в борьбе с болезнями растений

Команда также разработала метаболизм микробов, чтобы увеличить производство стриголактонов в 3 раза - до 47 мкг на 1 л, чего достаточно для научных исследований. Хотя до коммерческого производства стриголактонов еще далеко, новый метод их биосинтеза с помощью консорциума дрожжевых бактерий поможет ученым больше узнать об этой важной группе растительных гормонов, особенно о задействованных ферментах.

Новая совместная культура дрожжей и бактерий предоставляет ученым удобный способ завершить такие работы, потому что бактерия производит карлактон на месте, - пояснил Чжоу. - С открытием большего количества ферментов и оптимизацией микробного консорциума в будущем мы сможем производить стриголактоны в большом количестве».

Источник: журнал «Вестник овощевода»

Гавриш - высокое искусство российской селекции. Познакомьтесь с его шедеврами!