Weed Goes Off Script для противодействия гербицидам

Цементируя репутацию водяной конопли как трудноубиваемого сорняка в системах производства кукурузы и сои, исследователи из Университета Иллинойса теперь задокументировали, что сорняк отклоняется от стандартных стратегий детоксикации, чтобы противостоять гербициду, который никогда не был коммерциализирован.


Рассматриваемое химическое вещество, синкарпиновая кислота-3 (SA3), является прапрадедушкой гербицида Каллисто, ингибирующего HPPD. SA3 никогда не использовался в кукурузе, потому что он убивает урожай вместе с сорняками. Кукуруза может переносить каллисто и другие гербициды, потому что у нее есть надежная система детоксикации, которая нейтрализует и блокирует вредные химические вещества. Но системы нейтрализации кукурузы не работают на SA3.

Такие сорняки, как водяная конопля, обычно развивают системы детоксикации, имитирующие кукурузу. Вот почему особенно удивительно, что водяной конопля, устойчивый к HPPD, может выводить токсины из SA3.

«Это, вероятно, первый известный пример, когда водяная конопля разработала механизм детоксикации, которого нет у сельскохозяйственных культур. Он использует совершенно другой механизм, что усложняет борьбу с этим сорняком», — говорит Дин Ричерс, профессор кафедры растениеводства. Наук в Университете I и соавтор нового исследования в Новый Фитолог.

Это открытие означает, что водяная конопля теоретически может быть устойчивой к новым гербицидам еще до того, как они появятся на полках магазинов.

«Мы всегда знали, что метаболическая резистентность опасна, потому что она может придать устойчивость к еще не открытому гербициду. Мы только что показали, что это реальность», — говорит Ричерс. «Компании не хотят тратить 10-15 лет на разработку нового гербицида, патентовать и выпускать его, и обнаруживают, что он не работает в первый же день. Наши исследования подтверждают, что нам нужно больше полагаться на нехимические методы контроля и убедитесь, что сорняки не прорастают «.

Ричерс и научный сотрудник Кристал Консепсьон проследили биохимические реакции внутри устойчивых растений водяной конопли при обработке SA3.

Детоксикация гербицидов и других токсичных соединений обычно происходит в отдельные фазы. Первый включает группу ферментов, известных как p450s, которые удаляют электроны из токсичных соединений, делая их менее реактивными внутри растительных клеток. Но у устойчивой водяной конопли произошло обратное: к молекулам SA3 добавились электроны.

Ферменты второй фазы, известные как GST, обычно не активируются для Callisto, потому что p450 так быстро и эффективно выполняет свою работу в кукурузе. Но для SA3 GST сделали тяжелую работу по детоксикации.