Как защитить зерновые культуры от поражения грибками
В настоящее время мы защищаем наши посевы от грибковых заболеваний, опрыскивая их противогрибковыми химическими препаратами, также известными как фунгициды.
Однако растущая угроза устойчивости микробов к этим химическим веществам требует постоянной разработки новых фунгицидов.
Консорциум исследователей из Университета Эксетера во главе с профессором Геро Стейнбергом объединил свои знания, чтобы присоединиться к борьбе с патогенными грибами растений.
В недавней публикации в научном журнале Nature Communications они сообщают об идентификации новых липофильных катионов с моноалкильной цепью (MALC) в защите сельскохозяйственных культур от пятнистости Septoria tritici при культивировании пшеницы и риса.
Эти болезни бросают вызов пшенице и рису, выращиваемым в умеренных зонах, соответственно, и тем самым ставят под угрозу безопасность двух наших самых важных калорийных культур.
Путешествие ученых началось с открытия, что MALC подавляют активность митохондрий грибов.
Митохондрии — это клеточная «электростанция», необходимая для обеспечения «топлива» всех основных процессов, протекающих в патогене.
Ингибируя важный путь в митохондриях, MALC сокращают снабжение клеток энергией, что в конечном итоге убивает патоген.
В то время как Стейнберг и его коллеги показывают, что этот «способ действия» является общим для различных испытанных MALC и эффективен против патогенных грибов растений, один синтезированный ими MALC, названный C18-SMe2 +, продемонстрировал неожиданные дополнительные способы действия.
Во-первых, C18-SMe2 + генерирует агрессивные молекулы внутри митохондрий, которые нацелены на жизненно важные белки грибов и, в свою очередь, запускают программу «самоуничтожения», которая в конечном итоге приводит к «клеточному самоубийству» гриба.
Во-вторых, при нанесении на культурные растения C18-SMe2 + «предупреждает» систему защиты растений, которая подготавливает урожай к последующей атаке, тем самым увеличивая арсенал растения против злоумышленника.
Что наиболее важно, исследователи из Эксетера продемонстрировали, что C18-SMe2 + не токсичен для растений и менее токсичен для водных организмов и клеток человека, чем существующие фунгициды, распыляемые сегодня в поле.
Профессор Штейнберг сказал: «Это комбинированный подход ученых из Эксетера, обеспечивающих навыки в биологии грибковых клеток (я, доктор Мартин Шустер), патологии грибковых растений (профессор Сара Дж. Гурр), клеточной биологии человека (профессор Майкл Шрейдер) и синтетической химии. (Д-р Марк Вуд), который позволил нам разработать и охарактеризовать эту мощную химию.
«Университет зарегистрировал патент (GB 1904744.8) в знак признания потенциала этой новой химии в нашей постоянной борьбе с грибами.
«Сейчас мы ищем партнеров / инвесторов, которые могли бы применить эту разработку на местах и доказать ее полезность в« реальных сельскохозяйственных условиях ». Наша долгосрочная цель — способствовать большей продовольственной безопасности, особенно в развивающихся странах».
Профессор Стейнберг добавил: «Я всегда хотел применить свои исследования за пределами академической башни из слоновой кости и объединить фундаментальные аспекты моей работы с полезным приложением.
