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真菌基因組中“發掘”出天然除草劑配方

http://dailynews.sina.com   2018年07月12日 12:08   中國新聞網

  真菌基因組中“發掘”出天然除草劑配方
  有望解決抗性雜草日益蔓延問題

  科技日報北京7月12日電 (記者張夢然)英國《自然》雜誌11日在線發表的生物技術文章稱,美國科學家團隊通過發掘真菌基因組,找到了一種天然除草劑的新作用機理。面對世界範圍內除草劑抗性日益加重,這一發現或能爲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爲農業防除雜草最主要的手段。但隨着除草劑大量頻繁使用,抗性雜草以驚人的速度蔓延開來,並始終伴隨着全球農業的發展。鑑於此,科學家們一直希望能發掘到全新配方的除草劑。

  在本研究中,加州大學洛杉磯分校科學家團隊查找了絲狀真菌的基因組,發現其中很多能產生幫助定殖、殺死植物的化合物,使其成爲一種有效的除草劑潛在來源。考慮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後一步,研究人員特地尋找靶向DHAD的化合物。由於這一途徑在動物中並不存在,便成了除草劑研發中最常見的靶標。不過,此前從未研發出作用於植物的天然DHAD抑制劑。

  研究團隊通過爲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。經過考察常見的土壤黴菌土麴黴(Aspergillus terreus)等各種真菌,研究人員發現有一種基因簇可以編碼酶,這些酶能產生已知的真菌產物——“aspterric酸”。研究人員還發現,“aspterric酸”正是DHAD的抑制劑,經測試證實作爲噴霧式除草劑效果良好。

  此外,研究團隊證實,他們發現的這種自身抗性基因並不會受到“aspterric酸”的影響;把抗性基因轉移到植物中後,植物也會對新型除草劑產生抗性。因此,這些發現不但有助於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導向的方法,可用於發現更有效的、具有生物活性的天然產品。

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