Neue Herbizidlösung, inspiriert von der Cholesterinmedizin

Neue Herbizidlösung, inspiriert von der Cholesterinmedizin

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Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33185-0″ width=”800″ height=”398″/>

Die herbizide Aktivität von Statinen variiert zwischen einem zweikeimblättrigen und einem einkeimblättrigen Modell. a Repräsentative Bilder der Nachauflaufbehandlung einer zweikeimblättrigen Modellpflanze, A. thaliana, und der Vorauflaufbehandlung der einkeimblättrigen E. tef, mit Statinen: Rosuvastatin (Ro.), Pravastatin (Pr.), Simvastatin (Si.) B. Mevastatin (Me.), Lovastatin (Lo.), Fluvastatin (Fl.), Atorvastatin (At.) und Pitavastatin (Pi.). b A. thaliana (grün) und E. tef (grau), behandelt mit einer Reihe von Statinen bei 62,5 μM vor (helle Farbe) und nach dem Auflaufen (dunkle Farbe) auf Erde. Die Hemmung wurde unter Verwendung eines grünen Pixelbereichs quantifiziert und als Prozentsatz der Kontrolle ohne Inhibitor aufgetragen. n = 3 Wiederholungen mit dem Mittelwert ± Standardabweichung (sd). Quelldaten werden als Quelldatendatei bereitgestellt. Anerkennung: Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33185-0

Forscher der Curtin University haben einen vielversprechenden neuen Zielort für Herbizide in Pflanzen entdeckt, der das Potenzial hat, neue Lösungen für Züchter bereitzustellen, die sich mit dem zunehmenden Problem der Herbizidresistenz auseinandersetzen.

Kürzlich erschienen in Naturkommunikation Unter der Leitung von Forschern des Curtin Center for Crop and Disease Management (CCDM) in Zusammenarbeit mit der University of Western Australia hat die Forschung Statine verwendet – eine Klasse von Chemikalien, die üblicherweise beim Menschen zur Senkung des Cholesterinspiegels verwendet werden –, um ein Enzym in Pflanzen zu enthüllen, das dies könnte ein Zielort für die Entwicklung einer neuen Gruppe von Herbiziden sein.

Der Hauptautor und CCDM-Forscher Dr. Joel Haywood sagte, nachdem er eine Sammlung von mehr als 1500 bestehenden und gut verstandenen Medikamenten durchsucht hatte, stieß sein Team auf Statine und beschloss, ihre herbiziden Eigenschaften weiter zu erforschen.

“Statine wurden erstmals Mitte der 1970er Jahre in Pilzen gefunden und werden von Pilzen verwendet, um sich gegen andere Mikroorganismen zu verteidigen”, sagte Dr. Haywood.

„Statine binden an ein Enzym namens HMGR, und wenn sie auf Pflanzen aufgetragen werden, hindern sie dieses Enzym daran, wichtige Fette, Hormone und Vitamine herzustellen, was zum Absterben der Pflanze führt. Wir haben auch eine Toleranzeigenschaft für Statine von Pilzen gefunden, die Statine produzierten haben ein zweites HMGR-Enzym, das die Statine nicht beeinflussen, um sicherzustellen, dass sich die Pilze nicht mit ihren eigenen Statinen töten.

„Als Teil dieser Forschung haben wir die erste 3D-Form für ein pflanzliches HGMR-Enzym bestimmt, wodurch wir Unterschiede aufdecken konnten, die wir nutzen konnten, um Statine pflanzenspezifischer zu machen.

„Mit diesem 3D-Modell kann sich das Team nun darauf konzentrieren, die allerbesten Chemikalien zu finden, die das Enzym blockieren könnten, indem es virtuelle chemische Bibliotheken durchsucht.“

Co-Autor und stellvertretender CCDM-Direktor Professor Josh Mylne sagte, während Statine aufgrund ihrer lebenswichtigen Bedeutung als Humanarzneimittel höchst unwahrscheinlich in Herbiziden verwendet werden, ebnet diese Forschung den Weg für neue Arten von Chemikalien, die möglicherweise HMGR blockieren und somit Unkräuter abtöten könnten.

„Ob es uns gefällt oder nicht, Herbizide sind für die moderne, großflächige Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung, aber der übermäßige Einsatz von Schlüsselherbiziden hat die Vermehrung von herbizidresistenten Unkräutern gefördert“, sagte Professor Mylne.

„In den letzten 40 Jahren ist nur eine neue Herbizidgruppe auf den Markt gekommen, was bedeutet, dass es wichtiger denn je ist, neue Herbizidoptionen für Erzeuger zu finden, wenn wir weitere Belastungen für die Ernährungssicherheit vermeiden wollen.

„Diese Forschung wird der Agrarindustrie Hoffnung geben, dass neue Ideen für die Unkrautbekämpfung in der Pipeline sind, die den Landwirten helfen, Ertragsverluste zu minimieren und eine verbesserte Produktivität zu ermöglichen.

„Die Arbeit, die wir bisher geleistet haben, wird dies viel schneller geschehen lassen, also behalten Sie diesen Raum im Auge.“


Ein neuer Ansatz, um Ernten und Menschen zu schützen


Mehr Informationen:
Joel Haywood et al., Ein Merkmal der Pilztoleranz und selektive Inhibitoren bieten HMG-CoA-Reduktase als Herbizid mit Wirkungsweise, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33185-0

Bereitgestellt von der Curtin University

Zitieren: Neue von der Cholesterinmedizin inspirierte Herbizidlösung (2022, 27. September), abgerufen am 27. September 2022 von https://phys.org/news/2022-09-herbizid-solution-cholesterol-medicine.html

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