Strigolactonremmer in hydrogel remt kieming van parasitaire onkruiden en bevordert uitstoeling van rijst, volgens studie
Onderzoekers in China melden in Nature Communications dat een pH-gevoelige chitosangel die een verbinding genaamd DK6 afgeeft, in hun experimenten de kieming van parasitaire onkruiden afremde en de groei van rijst veranderde.
Belangrijkste punten
- 1Uitgaande van de SL-remmer KK094 ontwierpen de onderzoekers 32 indoolderivaten en bleek DK6 het meest actief.
- 2Zij verwerkten DK6 in een pH-gevoelige, met mangaan gecoördineerde chitosan-hydrogel (CMCS-DK6) die het onder alkalische omstandigheden gestaag afgeeft, aldus het artikel.
- 3De auteurs melden een sterke remming van de kieming van parasitaire onkruiden, met name Striga asiatica (IC50 = 1,80 μM).
- 4Bij rijst bevorderde de formulering de uitstoeling, verminderde zij de planthoogte en verhoogde zij het drooggewicht, volgens de studie.
- 5Simulaties en transcriptomics wijzen erop dat DK6 aan SL-receptoren bindt en de SL-signalering onderdrukt; de auteurs noemen de mechanistische bevindingen mogelijk.
Het volledige bericht
Onderzoekers van China Agricultural University en Guizhou University beschrijven een gel die langzaam een verbinding afgeeft die de strigolactonsignalering blokkeert. In hun experimenten remde die de kieming van parasitaire onkruiden af en vormden rijstplanten meer zijscheuten (uitstoeling). Het artikel verscheen open access in Nature Communications. Volgens het tijdschrift gaat het om een peer-reviewed, geaccepteerde versie die vroeg wordt gedeeld en die nog kan worden bewerkt voordat de definitieve Version of Record haar vervangt.
Het werk draait om strigolactonsignalering (SL), die de auteurs zien als een nuttig aanknopingspunt in de landbouw, zowel om de vertakking van planten te sturen als om parasitaire onkruiden te bestrijden. Uitgaande van een bekende SL-remmer genaamd KK094 ontwierp het team 32 indoolderivaten. Daarvan presteerde een verbinding genaamd DK6 het best, aldus het artikel.
Om DK6 beter oplosbaar en beter biologisch beschikbaar te maken, combineerden de onderzoekers het met een carboxymethylchitosan-hydrogel die met mangaan is gecoördineerd, door hen CMCS-DK6 genoemd. De gel reageert op de pH en blijft, zo schrijven de auteurs, zijn lading in de loop van de tijd afgeven wanneer de omstandigheden alkalisch zijn. Zij melden dat CMCS-DK6 de kieming van parasitaire onkruiden sterk afremde, het duidelijkst bij Striga asiatica, waarvoor zij een IC50 van 1,80 μM opgeven. Bij rijst bevorderde de formulering volgens hen de uitstoeling, maakte zij de planten korter en verhoogde zij hun drooggewicht.
Om te onderzoeken hoe de verbinding werkt, gebruikte het team moleculaire simulaties in combinatie met metingen via microschaal-thermoforese. Volgens de auteurs wijzen deze resultaten erop dat DK6 stabiel aan SL-receptoren bindt. Hun transcriptoomanalyse geeft aan, zo schrijven zij, dat DK6 de SL-signalering dempt, verschillende stofwisselingsroutes verschuift en samenwerkt met hormoonroutes om de uitstoeling te reguleren.
De auteurs formuleren hun conclusies voorzichtig: volgens hen biedt de studie een aanpak voor afgifte via hydrogel en „enkele mogelijke mechanistische implicaties” die kunnen bijdragen aan pogingen om de architectuur van gewassen te sturen en onkruid te bestrijden. Het onderzoek werd gefinancierd door het National Key Research and Development Program of China en de auteurs verklaren geen tegenstrijdige belangen te hebben. Weiming Tan is de corresponderende auteur.
Waarom het ertoe doet
Strigolactonsignalering hangt samen met zowel de manier waarop planten vertakken als met parasitaire onkruiden, en de auteurs presenteren hun gel als één aanpak om gewasarchitectuur en onkruidbestrijding tegelijk te verbeteren. De resultaten worden door de auteurs zelf gerapporteerd; de samenvatting vermeldt niet of de gel buiten hun experimenten is getest, bijvoorbeeld onder veldomstandigheden, en de mechanistische inzichten worden als mogelijk omschreven. De gepubliceerde tekst is een vroege geaccepteerde versie die nog kan veranderen.
Tijdlijn
· Gepubliceerd
Onderwerpen#Landbouw#Rijst#Hydrogel#Parasitaire onkruiden#Nature Communications
Bronnen
Dit bericht is gebaseerd op de volgende bronnen. Lees ze voor de volledige context.
