Гидрогель с блокатором стриголактонов сдерживает прорастание паразитических сорняков и способствует кущению риса, говорится в исследовании

Исследователи из China Agricultural University и Guizhou University сообщают о геле, который постепенно высвобождает соединение, блокирующее передачу сигнала стриголактонов. В их экспериментах он сдерживал прорастание паразитических сорняков и заставлял растения риса образовывать больше побегов кущения. Статья вышла в открытом доступе в Nature Communications. Журнал указывает, что это рецензированная принятая версия, опубликованная заранее, и что она ещё может быть отредактирована, прежде чем её заменит окончательная версия (Version of Record).

В центре работы — передача сигнала стриголактонов (SL), которую авторы считают полезным рычагом в сельском хозяйстве как для управления ветвлением растений, так и для борьбы с паразитическими сорняками. Взяв за основу известный ингибитор SL под названием KK094, команда разработала 32 производных индола. Лучшие результаты среди них, согласно статье, показало соединение под названием DK6.

Чтобы повысить растворимость и биодоступность DK6, исследователи объединили его с координированным марганцем гидрогелем на основе карбоксиметилхитозана, который они называют CMCS-DK6. Гель реагирует на pH и, как пишут авторы, продолжает со временем высвобождать свою нагрузку в щелочных условиях. По их данным, CMCS-DK6 сильно подавлял прорастание паразитических сорняков, нагляднее всего в случае Striga asiatica, для которой они приводят IC50, равную 1,80 μM. У риса, по их словам, препарат способствовал кущению, делал растения ниже и увеличивал их сухую массу.

Чтобы изучить механизм действия соединения, команда использовала молекулярное моделирование вместе с измерениями методом микромасштабного термофореза. По словам авторов, эти результаты указывают на то, что DK6 стабильно связывается с рецепторами SL. Их транскриптомный анализ показывает, пишут они, что DK6 ослабляет передачу сигнала SL, смещает ряд метаболических путей и действует совместно с гормональными путями, регулируя кущение.

Авторы формулируют свои выводы осторожно: по их словам, исследование предлагает подход к доставке с помощью гидрогеля и «некоторые потенциальные механистические следствия», которые могут пригодиться в работе по формированию архитектуры сельскохозяйственных культур и борьбе с сорняками. Исследование финансировалось Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая, а авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Автор для корреспонденции — Weiming Tan.