Herbicid aktivitet av statiner varierar mellan en modell av tvåhjärtbladiga och enhjärtbladiga. a Representativa bilder från post-emergensbehandlingen av en tvåhjärtbladig modell, A. thaliana, och pre-emergensbehandling av monocot E. tef, med statiner:rosuvastatin (Ro.), pravastatin (Pr.), simvastatin (Si.) mevastatin (Me.), lovastatin (Lo.), fluvastatin (Fl.), atorvastatin (At.) och pitavastatin (Pi.). b A. thaliana (grön) och E. tef (grå) behandlade med en rad statiner vid 62,5 μM före (ljus färg) och efter uppkomst (mörk färg) på jord. Inhibering kvantifierades med användning av en grön pixelarea och plottades som en procentandel av ingen inhibitorkontroll. n = 3 replikat med medelvärdet ± standardavvikelsen (s.d.). Källdata tillhandahålls som en källdatafil. Kredit:Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-33185-0
Curtin University-forskare har upptäckt en lovande ny herbicidmålplats i växter med potential att tillhandahålla nya lösningar för odlare som hanterar det ökande problemet med herbicidresistens.
Publicerad nyligen i Nature Communications och ledd av forskare från Curtins Center for Crop and Disease Management (CCDM) i samarbete med University of Western Australia, har forskningen använt statiner – en klass av kemikalier som vanligtvis används hos människor för att minska kolesterol – för att avslöja ett enzym i växter som kan vara en målplats för utvecklingen av en ny grupp herbicider.
Huvudförfattaren och CCDM-forskaren Dr. Joel Haywood sa att efter att ha letat igenom en samling av mer än 1500 befintliga och välkända läkemedel, kom hans team över statiner och bestämde sig för att utforska deras herbicida egenskaper ytterligare.
"Statiner hittades först i svampar under mitten av 1970-talet och används av svampar för att försvara sig från andra mikroorganismer," sa Dr. Haywood.
"Statiner kommer att binda till ett enzym som kallas HMGR, och när det appliceras på växter kommer det att stoppa detta enzym från att göra viktiga fetter, hormoner och vitaminer, vilket gör att växten dör. Vi hittade också en toleransegenskap för statiner från svampar som producerade statiner. De ha ett andra HMGR-enzym som statinerna inte påverkar, för att säkerställa att svamparna inte dödar sig själva med sina egna statiner.
"Som en del av denna forskning bestämde vi den första 3D-formen för ett växt-HGMR-enzym, vilket gjorde att vi kunde upptäcka skillnader som vi kunde utnyttja för att göra statiner mer växtspecifika.
"Med den här 3D-modellen kommer teamet nu att kunna fokusera på att hitta de allra bästa kemikalierna som kan blockera enzymet genom att söka genom virtuella kemiska bibliotek."
Medförfattare och CCDM biträdande direktör professor Josh Mylne sa att även om statiner är mycket osannolikt att användas i herbicider på grund av deras avgörande betydelse som humanmediciner, banar denna forskning väg för nya typer av kemikalier som potentiellt kan blockera HMGR och därför döda ogräs.
"Oavsett om vi vill det eller inte, är ogräsmedel avgörande för modernt, storskaligt jordbruk, men överanvändningen av viktiga ogräsmedel har uppmuntrat herbicidresistenta ogräs att föröka sig," sa professor Mylne.
"Under de senaste 40 åren har bara en ny herbicidgrupp nått marknaden, vilket betyder att hitta nya herbicidalternativ för odlare är viktigare än någonsin, om vi vill undvika ytterligare stress när det gäller livsmedelssäkerhet.
"Denna forskning kommer att ge jordbruksindustrin lite hopp om att det finns nya idéer i pipelinen för hantering av ogräs, vilket hjälper odlare att minimera skördeförluster och möjliggöra förbättrad produktivitet.
"Det arbete vi har gjort hittills kommer att få det här att hända mycket snabbare, så håll koll på det här utrymmet." + Utforska vidare
