Strigolaktonhämmare i hydrogel bromsar groningen hos parasitiska ogräs och främjar bestockning hos ris, enligt studie

Forskare vid China Agricultural University och Guizhou University rapporterar om en gel som långsamt frisätter ett ämne som blockerar strigolaktonsignalering. I deras experiment begränsade den groningen hos parasitiska ogräs och fick risplantor att bilda fler sidoskott. Studien publicerades som en fritt tillgänglig artikel i Nature Communications. Tidskriften uppger att det är en referentgranskad, accepterad version som delas i förväg och att den fortfarande kan redigeras innan den slutliga versionen (Version of Record) ersätter den.

Arbetet kretsar kring strigolaktonsignalering (SL), som författarna ser som ett användbart verktyg inom jordbruket, både för att styra växters förgrening och för att bekämpa parasitiska ogräs. Med utgångspunkt i en känd SL-hämmare vid namn KK094 utformade teamet 32 indolderivat. Av dessa presterade ett ämne kallat DK6 bäst, enligt artikeln.

För att göra DK6 mer lösligt och mer biotillgängligt kombinerade forskarna det med en mangankoordinerad karboximetylkitosanhydrogel, som de kallar CMCS-DK6. Gelen reagerar på pH och fortsätter enligt författarna att frisätta sin last över tid under alkaliska förhållanden. De rapporterar att CMCS-DK6 kraftigt höll tillbaka groningen hos parasitiska ogräs, tydligast för Striga asiatica, för vilken de anger ett IC50 på 1,80 μM. Hos ris främjade beredningen enligt dem bestockningen, gjorde plantorna kortare och ökade deras torrvikt.

För att undersöka hur ämnet verkar använde teamet molekylära simuleringar tillsammans med mätningar med mikroskalig termofores. Enligt författarna tyder resultaten på att DK6 binder stabilt till SL-receptorer. Deras transkriptomanalys visar, skriver de, att DK6 dämpar SL-signaleringen, förskjuter flera metaboliska vägar och samverkar med hormonvägar för att reglera bestockningen.

Författarna formulerar sina slutsatser försiktigt: de skriver att studien bidrar med en metod för tillförsel via hydrogel och ”vissa potentiella mekanistiska implikationer” som kan vägleda arbetet med att forma grödors arkitektur och bekämpa ogräs. Forskningen finansierades av Kinas nationella nyckelprogram för forskning och utveckling, och författarna uppger att de inte har några konkurrerande intressen. Weiming Tan är korresponderande författare.