Kartoffelbekæmpelse kemisk angrebsmekanisme forklaret

Et team af internationale forskere under ledelse af forskere fra University of Tübingen har dechiffreret virkningen af ​​et cytolytisk toksin, som er produceret af nogle af verdens mest ødelæggende afgrødesygdomme. Cytolysin fremstilles af patogener som bakterier og svampe og kan udslette hele høst, hvis der ikke anvendes kemisk beskyttelse. Undersøgelsen - af forskere fra Tübingen og deres partnerinstitutioner i Berkeley, Bordeaux, Ljubljana, Liége, og Wako i Japan, såvel som Göttingen i Tyskland - kan føre til måder at bedre beskytte afgrøder mod sådanne patogener i fremtiden. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i den seneste udgave af Videnskab .

Den store hungersnød i Irland krævede omkring en million menneskeliv og tvang mere end en million mennesker til at emigrere. Det begyndte i 1845 med svigt i kartoffelafgrøder i det og de følgende år på grund af kartoffelkødet, forårsaget af en oomycete kaldet Phytophthora infestans. Det dræber hurtigt den inficerede plante og ødelægger kartoffelknolde.

"Denne patogene organisme producerer Cytolysin, et sandt dræbende toksin, "siger Dr. Til denne ende, Cytolysin perforerer plantecellemembranen, beskadige det uden reparation. De berørte celler dør.

Phytophthora infestans er ikke det eneste patogen, der bruger denne taktik, Albert forklarer. Det samme gør Pectobacterium carotovorum, som primært angriber rødder; det er også den foretrukne angrebsmåde af Botrytis -svampen, som ødelægger frugt- og grøntsagsafgrøder. Hvad der ikke var forstået før nu var, hvorfor disse cytolysiner alvorligt beskadiger nogle plantearter, mens de ikke påvirker andre. "For eksempel, celler af alle slags korn forbliver ubemærket af toksinet, "siger Albert, "Patogener som kartoffelskimmel skader derfor ikke korn."

Forskerne har nu vist, at følsomhed over for Cytolysin er afhængig af en receptor i plantecellen, der er signifikant forskellig i forskellige plantetyper. I begge tilfælde er det en molekylkæde af sukkerrester og fedtstoffer - men i planter som kartofler og tomater er kæden kort, mens korn har en meget længere molekylkæde. "Denne længere receptor betyder tilsyneladende, at Cytolysin kan forbinde med receptoren i hvede eller byg, men kan ikke nå cellemembranen - og kan derfor ikke have sin dødelige virkning, "Rapporterer Albert.

Som professor Thorsten Nürnberger, der stod i spidsen for undersøgelsen, forklaret, egenskaberne ved de forskellige toksinreceptorer giver en betydelig potentiel anvendelse:"De planter, der er følsomme over for Cytolysin på grund af deres receptor, indeholder en masse ukrudt." Dette åbner op for muligheden for at udvikle et naturligt herbicid på basis af et mikrobielt toksin, som ville virke meget selektivt-og derfor på en meget mere miljøvenlig måde end almindelige herbicider i dag som f.eks. Glyphosat.

Et andet perspektiv, der følger af undersøgelsen, Nürnberger sagde, var udviklingen af ​​nye former for biologiske plantebeskyttende kemikalier. Han siger, at det er tænkeligt, at særlige sukkermolekyler kan bruges til at blokere Cytolysin -toksinet, forhindrer den i at lægge til på sårbare planteceller. Det kan muliggøre effektiv beskyttelse mod angreb af en række dødelige plantesygdomme, Siger Nürnberger.