Hidrogel cu blocant al strigolactonelor frânează germinarea buruienilor parazite și ajută înfrățirea orezului, arată un studiu

Cercetători de la China Agricultural University și Guizhou University descriu un gel care eliberează treptat un compus ce blochează semnalizarea prin strigolactone. În experimentele lor, acesta a frânat germinarea buruienilor parazite și a determinat plantele de orez să formeze mai mulți frați. Lucrarea a apărut ca articol cu acces deschis în Nature Communications. Potrivit revistei, este vorba de o versiune evaluată inter pares și acceptată, publicată în avans, care poate fi încă editată înainte de a fi înlocuită de versiunea finală (Version of Record).

Lucrarea se concentrează pe semnalizarea prin strigolactone (SL), pe care autorii o consideră o pârghie utilă în agricultură, atât pentru controlul ramificării plantelor, cât și pentru combaterea buruienilor parazite. Pornind de la un inhibitor SL cunoscut, numit KK094, echipa a conceput 32 de derivați de indol. Dintre aceștia, un compus numit DK6 a avut cele mai bune rezultate, potrivit lucrării.

Pentru a crește solubilitatea și biodisponibilitatea DK6, cercetătorii l-au combinat cu un hidrogel de carboximetil chitosan coordinat cu mangan, pe care îl numesc CMCS-DK6. Gelul reacționează la pH și, scriu autorii, își eliberează continuu încărcătura în timp atunci când condițiile sunt alcaline. Ei raportează că CMCS-DK6 a inhibat puternic germinarea buruienilor parazite, cel mai clar în cazul Striga asiatica, pentru care indică o valoare IC50 de 1,80 μM. La orez, spun ei, formularea a favorizat înfrățirea, a redus înălțimea plantelor și le-a crescut masa uscată.

Pentru a explora modul de acțiune al compusului, echipa a folosit simulări moleculare împreună cu măsurători de termoforeză la microscală. Potrivit autorilor, aceste rezultate sugerează că DK6 se leagă stabil de receptorii SL. Analiza lor a transcriptomului indică, scriu ei, că DK6 atenuează semnalizarea SL, modifică mai multe căi metabolice și acționează împreună cu căile hormonale pentru a regla înfrățirea.

Autorii își formulează concluziile cu prudență: ei afirmă că studiul oferă o abordare de livrare prin hidrogel și „unele potențiale implicații mecanistice” care ar putea sprijini eforturile de modelare a arhitecturii culturilor și de combatere a buruienilor. Cercetarea a fost finanțată de Programul Național Cheie de Cercetare și Dezvoltare al Chinei, iar autorii declară că nu au interese concurente. Weiming Tan este autorul corespondent.