חוסם סטריגולקטונים המשוחרר מהידרוג׳ל מעכב נביטה של עשבים טפיליים ומסייע להסתעפות האורז, לפי מחקר

חוקרים מ-China Agricultural University ומ-Guizhou University מדווחים על ג׳ל המשחרר באיטיות תרכובת החוסמת את האיתות של סטריגולקטונים. בניסויים שלהם הוא בלם את נביטתם של עשבים טפיליים וגרם לצמחי אורז ליצור יותר גבעולי הסתעפות. המאמר פורסם כמאמר בגישה פתוחה ב-Nature Communications. לדברי כתב העת, מדובר בגרסה שעברה ביקורת עמיתים והתקבלה לפרסום ומשותפת בשלב מוקדם, וייתכן שעוד תעבור עריכה לפני שגרסת הרשומה הסופית (Version of Record) תחליף אותה.

העבודה מתמקדת באיתות של סטריגולקטונים (SL), שהמחברים רואים בו נקודת אחיזה שימושית בחקלאות הן לכוונון הסתעפות הצמחים והן למאבק בעשבים טפיליים. בהתבסס על מעכב SL ידוע בשם KK094, תכנן הצוות 32 נגזרות אינדול. מתוכן, תרכובת בשם DK6 הניבה את הביצועים הטובים ביותר, לפי המאמר.

כדי לשפר את המסיסות ואת הזמינות הביולוגית של DK6, שילבו אותו החוקרים בהידרוג׳ל של קרבוקסימתיל כיטוזן בקואורדינציה עם מנגן, שאותו הם מכנים CMCS-DK6. הג׳ל מגיב ל-pH, ולדברי המחברים ממשיך לשחרר את מטענו לאורך זמן בתנאים בסיסיים (אלקליים). הם מדווחים כי CMCS-DK6 עיכב במידה רבה את נביטתם של עשבים טפיליים, כשהמקרה המובהק ביותר הוא Striga asiatica, שעבורו הם מציינים IC50 של 1.80 μM. באורז, לדבריהם, התכשיר קידם את ההסתעפות, הנמיך את הצמחים והגדיל את משקלם היבש.

כדי לבחון כיצד התרכובת פועלת, השתמש הצוות בסימולציות מולקולריות לצד מדידות של תרמופורזה בקנה מידה מיקרוסקופי (microscale thermophoresis). לדברי המחברים, תוצאות אלה מרמזות כי DK6 נקשר באופן יציב לקולטני SL. ניתוח הטרנסקריפטום שלהם מצביע, כך הם כותבים, על כך ש-DK6 מחליש את איתות ה-SL, משנה כמה מסלולים מטבוליים ופועל בשילוב עם מסלולים הורמונליים כדי לווסת את ההסתעפות.

המחברים מנסחים את מסקנותיהם בזהירות: לדבריהם, המחקר מספק גישת הובלה באמצעות הידרוג׳ל ו„כמה השלכות מנגנוניות אפשריות” שעשויות לתרום למאמצים לעצב את מבנה הגידולים החקלאיים ולהדביר עשבים. המחקר מומן על ידי התוכנית הלאומית המרכזית למחקר ופיתוח של סין, והמחברים מצהירים כי אין להם ניגודי עניינים. וימינג טאן (Weiming Tan) הוא המחבר המכותב.