Inhibitor strigolaktonów podawany w hydrożelu hamuje kiełkowanie chwastów pasożytniczych i wspiera krzewienie się ryżu – wynika z badania

Naukowcy z China Agricultural University i Guizhou University opisują żel, który powoli uwalnia związek blokujący sygnalizację strigolaktonów. W ich eksperymentach ograniczał on kiełkowanie chwastów pasożytniczych i sprawiał, że rośliny ryżu wytwarzały więcej pędów bocznych (krzewienie się). Praca ukazała się jako artykuł w otwartym dostępie w Nature Communications. Według czasopisma jest to recenzowana, przyjęta do publikacji wersja udostępniona wcześniej, która może jeszcze zostać zredagowana, zanim zastąpi ją ostateczna Version of Record.

Praca koncentruje się na sygnalizacji strigolaktonów (SL), którą autorzy postrzegają jako użyteczny punkt zaczepienia w rolnictwie – zarówno do sterowania rozgałęzianiem się roślin, jak i do zwalczania chwastów pasożytniczych. Wychodząc od znanego inhibitora SL o nazwie KK094, zespół zaprojektował 32 pochodne indolu. Spośród nich najlepiej wypadł związek o nazwie DK6 – jak podaje artykuł.

Aby poprawić rozpuszczalność i biodostępność DK6, badacze połączyli go z hydrożelem z karboksymetylochitozanu koordynowanym manganem, nazwanym przez nich CMCS-DK6. Żel reaguje na pH i, jak piszą autorzy, w warunkach zasadowych stopniowo uwalnia swój ładunek w czasie. Według nich CMCS-DK6 silnie hamował kiełkowanie chwastów pasożytniczych, najwyraźniej w przypadku Striga asiatica, dla której podają IC50 wynoszące 1,80 μM. U ryżu preparat – jak twierdzą – pobudzał krzewienie się, zmniejszał wysokość roślin i zwiększał ich suchą masę.

Aby zbadać, jak działa związek, zespół wykorzystał symulacje molekularne wraz z pomiarami metodą termoforezy w mikroskali. Według autorów wyniki te sugerują, że DK6 stabilnie wiąże się z receptorami SL. Ich analiza transkryptomu wskazuje, jak piszą, że DK6 osłabia sygnalizację SL, przesuwa kilka szlaków metabolicznych i współdziała ze szlakami hormonalnymi w regulacji krzewienia się.

Autorzy ostrożnie formułują wnioski: twierdzą, że badanie dostarcza metody podawania za pomocą hydrożelu oraz „pewnych potencjalnych implikacji mechanistycznych”, które mogą wesprzeć starania o kształtowanie architektury roślin uprawnych i zwalczanie chwastów. Badania sfinansował National Key Research and Development Program of China, a autorzy deklarują brak konfliktu interesów. Autorem korespondencyjnym jest Weiming Tan.