Výzkumníci objevili novou vazbu na boj s miliardovou dolarovou hrozbou pro produkci sóji

Peter Joseph - Où allons-nous ? - 15 novembre 2009 (Červen 2019).

Anonim

Nekonečno neviditelné jsou cystové hlísty hrozbou pro zemědělství, což každoročně způsobuje globální ztráty plodin. Skupina vědců rostlin, vedená výzkumnými pracovníky University of Missouri, nedávno našla jeden z mechanismů, který využívají cystové nematody k napadení a vypouštění živin udržujících živin ze sójových rostlin. Pochopení molekulárního základu interakcí mezi rostlinami a nematodami by mohlo vést k vývoji nových strategií pro kontrolu těchto hlavních zemědělských škůdců a k napájení rostoucí globální populace.

Sójové boby jsou důležitou složkou pro dvě třetiny světových krmiv pro zvířata a více než polovinu jedlého oleje spotřebovaného ve Spojených státech, tvrdí ministerstvo zemědělství USA (USDA). Cyst nematódy ohrožují zdravou produkci tohoto kritického globálního zdroje potravy "únosem" biologie rostlin sójových bobů.

"Cyst nematódy jsou jednou z nejvíce ekonomicky ničivých skupin rostlinných parazitních nematodů po celém světě, " řekla Melissa Goellner Mitchumová, výzkumná pracovnice Bond Life Sciences Center a docentka v divizi rostlinných věd MU. "Tyto parazity poškozují kořenové systémy tím, že vytvářejí v kořenech svých hostitelů jedinečnou buňku a vylučují živiny ze sójové rostliny, což může vést k záchvatům, ztrátám a ztrátám výnosu rostlin. hlísti používají k rozmnožování sójových rostlin. "

Asi před 15 lety odhalili Mitchum a kolegové stopy, jak nematody používají malé řetězce aminokyselin nebo peptidů, aby se živili kořeny sóji.

S využitím technologií sekvenování příští generace, které dříve nebyly k dispozici, byl Michael Gardner, absolvent výzkumného asistentky a Jianying Wang, vedoucí výzkumný pracovník v Mitchumově laboratoři, poznamenal pozoruhodný nový objev - nematody mají schopnost produkovat druhý typ peptidu, efektivně "převzít" rostlinné kmenové buňky, které se používají k vytvoření životních cest pro dodávání živin v celé rostlině. Vědci srovnávali tyto peptidy s rostlinami a zjistili, že jsou totožné s těmi, které rostliny používají k udržování vaskulárních kmenových buněk, známé jako peptidy CLE-B.

"Rostliny vysílají tyto chemické signály do svých kmenových buněk, aby zahájily různé funkce růstu, včetně cévních cest, které rostliny používají k přepravě živin, " řekl Mitchum. "Pokročilé sekvenování nám ukázalo, že nematody používají identické peptidy k aktivaci stejného procesu. Tato" molekulární mimikry "pomáhá nematodům vytvářet místa krmení, ze kterých vypouštějí rostlinné živiny."

Testovat jejich teorii, Xiaoli Guo, postdoktorský výzkumník v Mitchumově laboratoři a prvním autorem studie, syntetizoval nematodový peptid CLE-B a aplikoval ho na vaskulární buňky Arabidopsis, modelový systém rostlin používaný při výzkumu rostlin. Zjistili, že nematodové peptidy vyvolaly růstovou odpověď v Arabidopsis hodně stejným způsobem, jaký ovlivnil vývoj vlastních peptidů rostlin.

Dále tým "vyřadil" geny Arabidopsis rostliny, které používají k signalizaci vlastních kmenových buněk. Tady hlíst neměl tak dobře, protože parazité nebyli schopni signál k rostlině a místo krmení nematodů bylo ohroženo, říká Guo.

"Když hlíst napadne kořen, vybírá cévní buňky, které se nacházejí podél kořene, " řekl Mitchum. "Tím, že jsme vyřadili tuto cestu, snížili jsme velikost místa krmení, které používají nematody k řízení rostliny. Toto je poprvé, kdy jsme dokázali, že nematoda moduluje nebo kontroluje dráhu cévnatých rostlin. - parazitární nematody modifikují hostitelské rostliny ve svůj prospěch, je rozhodujícím krokem při vytváření rostlin odolných vůči škůdcům. Pokud dokážeme tyto peptidy zablokovat a způsoby, kdy nematody používají k předběhnutí sójové rostliny, můžeme zvýšit odolnost tohoto velmi cenného globálního zdroj potravy. "

Studie "Identifikace peptidů CLE typu B cyst nematody typu B a modulace dráhy cévních buněčných buněk pro tvorbu tvorby buněk" byla nedávno publikována PLOS patogeny.

menu
menu