2018-11-08 17:34:26
英國《自然》雜志11日在線發(fā)表的生物技術(shù)文章稱,美國科學家團隊通過發(fā)掘真菌基因組,找到了一種天然除草劑的新作用機理。面對世界范圍內(nèi)除草劑抗性日益加重,這一發(fā)現(xiàn)或能為急需新配方的除草劑“軍團”增添“新兵”。
當前,使用化學除草劑已成為農(nóng)業(yè)防除雜草最主要的手段。但隨著除草劑大量頻繁使用,抗性雜草以驚人的速度蔓延開來,并始終伴隨著全球農(nóng)業(yè)的發(fā)展。鑒于此,科學家們一直希望能發(fā)掘到全新配方的除草劑。
在本研究中,加州大學洛杉磯分??茖W家團隊查找了絲狀真菌的基因組,發(fā)現(xiàn)其中很多能產(chǎn)生幫助定殖、殺死植物的化合物,使其成為一種有效的除草劑潛在來源??紤]到代謝酶二羥酸脫水酶(DHAD)是植物生長所必需的生物合成途徑的最后一步,研究人員特地尋找靶向DHAD的化合物。由于這一途徑在動物中并不存在,便成了除草劑研發(fā)中最常見的靶標。不過,此前從未研發(fā)出作用于植物的天然DHAD抑制劑。
研究團隊通過為真菌生存提供自身抗性的額外DHAD基因序列,尋找編碼DHAD抑制劑的生物合成基因簇。經(jīng)過考察常見的土壤霉菌土曲霉(Aspergillus terreus)等各種真菌,研究人員發(fā)現(xiàn)有一種基因簇可以編碼酶,這些酶能產(chǎn)生已知的真菌產(chǎn)物——“aspterric酸”。研究人員還發(fā)現(xiàn),“aspterric酸”正是DHAD的抑制劑,經(jīng)測試證實作為噴霧式除草劑效果良好。
此外,研究團隊證實,他們發(fā)現(xiàn)的這種自身抗性基因并不會受到“aspterric酸”的影響;把抗性基因轉(zhuǎn)移到植物中后,植物也會對新型除草劑產(chǎn)生抗性。因此,這些發(fā)現(xiàn)不但有助于解決雜草除草劑抗性日益加大的問題,同時也證明了抗性基因?qū)虻姆椒?,可用于發(fā)現(xiàn)更有效的、具有生物活性的天然產(chǎn)品。