Ny herbicidopløsning inspireret af kolesterolmedicin

Curtin University-forskere har opdaget et lovende nyt herbicidmålsted i planter med potentiale til at levere nye løsninger til avlere, der håndterer det stigende problem med herbicidresistens.

Udgivet for nylig i Nature Communications og ledet af forskere fra Curtin's Center for Crop and Disease Management (CCDM) i samarbejde med University of Western Australia, har forskningen brugt statiner - en klasse af kemikalier, der almindeligvis anvendes i mennesker til at reducere kolesterol - til at afsløre et enzym i planter, der kan være et målsted for udviklingen af ​​en ny gruppe af herbicider.

Hovedforfatter og CCDM-forsker Dr. Joel Haywood sagde efter at have søgt gennem en samling af mere end 1500 eksisterende og velforståede lægemidler, at hans team stødte på statiner og besluttede at udforske deres herbicidiske egenskaber yderligere.

"Statiner blev først fundet i svampe i midten af ​​1970'erne og bruges af svampe til at forsvare sig mod andre mikroorganismer," sagde Dr. Haywood.

"Statiner vil binde til et enzym kaldet HMGR, og når det påføres planter, vil det stoppe dette enzym i at lave vigtige fedtstoffer, hormoner og vitaminer, hvilket får planten til at dø. Vi fandt også en toleranceegenskab for statiner fra svampe, der producerede statiner. De har et andet HMGR-enzym, som statinerne ikke påvirker, for at sikre, at svampene ikke dræber sig selv med deres egne statiner.

"Som en del af denne forskning bestemte vi den første 3D-form for et plante-HGMR-enzym, som gjorde det muligt for os at afdække forskelle, som vi kunne udnytte til at gøre statiner mere plantespecifikke.

"Ved at bruge denne 3D-model vil holdet nu være i stand til at fokusere på at finde de allerbedste kemikalier, der kunne blokere enzymet ved at søge gennem virtuelle kemiske biblioteker."

Medforfatter og CCDM vicedirektør professor Josh Mylne sagde, at mens statiner er højst usandsynligt at blive brugt i herbicider på grund af deres vitale betydning som human medicin, baner denne forskning vejen for nye typer kemikalier, der potentielt kan blokere HMGR og derfor dræbe ukrudt.

"Uanset om vi kan lide det eller ej, er herbicider afgørende for moderne, storstilet landbrug, men overforbruget af nøgleherbicider har tilskyndet herbicid-resistente ukrudt til at sprede sig," sagde professor Mylne.

"I løbet af de sidste 40 år er der kun nået én ny herbicidgruppe på markedet, hvilket betyder, at det er vigtigere end nogensinde at finde nye herbicidmuligheder for avlere, hvis vi vil undgå yderligere stress på fødevaresikkerheden."

"Denne forskning vil give landbrugsindustrien håb om, at der er nye ideer i pipelinen til håndtering af ukrudt, der hjælper avlere med at minimere udbyttetab og muliggøre forbedret produktivitet.

"Det arbejde, vi har gjort indtil videre, vil få dette til at ske meget hurtigere, så hold øje med dette sted." + Udforsk yderligere

En ny tilgang til at holde afgrøder, mennesker sikre