Добавление к проблеме – то, что waterhemp может развить сопротивление по крайней мере двумя способами. В сопротивлении целевого места генная мутация изменяет белок, на который гербицид разработан, чтобы напасть. С неподходящим связывающим участком белка гербицид становится неэффективным. Плюс сторона сопротивления целевого места то, что относительно легко определить использующие стандартные процедуры лаборатории.
Метаболическое сопротивление – различный зверь. Заводы используют любой из сотен возможных ферментов, чтобы детоксифицировать химикат, отдавая его бесполезный.
Хотя ученые сорняка Университета Иллинойса Дин Рикэрс, Жун Ма и Джош Скелтон недавно развивали быстрый и легкий тест на метаболическое сопротивление, у них все еще не было способа знать, какой фермент был ответственен.До сих пор.«Мы думаем, что нашли иглу в стоге сена», говорит Рикэрс.
Riechers и его коллеги сосредоточились на метаболическом сопротивлении атразину, химикату, который использовался в течение многих десятилетий и все еще распыляется приблизительно на 80 процентах площади под зерновыми в Соединенных Штатах, несмотря на увеличивающееся сопротивление и опасения по поводу воздействий на окружающую среду.От предыдущего исследования в U меня команда знала, что стойкий waterhemp усваивает атразин с классом ферментов, известных как GSTs. «Заводы, как известно, имеют где угодно от 50-120 генов GST. Мы хотели знать, прибывало ли сопротивление от всего одного из тех, и могли ли бы мы найти его», говорит Рикэрс.Бывший аспирант Антон Эванс изолировал кандидата белки GST от waterhemp и посмотрел на их выражение на стойких и чувствительных заводах.
Один из белков GST чрезвычайно изобиловал стойкими заводами, но почти не существовал на чувствительных заводах. Аспирант Сара О’Брайен посмотрела более тесно на генетический код что белок GST, и, в частности, в его вариантах или аллелях. Она заметила, что, когда две доминирующих аллели для этого гена присутствовали, он взял больше чем 14 раз рекомендуемый уровень атразина, чтобы повредить заводы.«У heterozygous заводов – тех со всего одной копией доминирующей аллели – была намного более высокая травма.
В эксперименте с четырьмя или пятью heterozygous заводами, два или три умер бы, и другие были чахлыми и имели много мертвой ткани. Но гомозиготные стойкие заводы – те с двумя копиями доминирующей аллели – почти были похожи, они не были распылены», говорит О’Брайен.«Заводы без доминирующей аллели просто ковались, даже по низким темпам применения гербицида», добавляет Рикэрс.Эти доказательства, наряду с более подробными молекулярными данными, вселяют веру команды, что они обнаружили что-то уникальное. «Это может быть единственным случаем, где мы на самом деле сочли ген ответственным за метаболическое сопротивление в широколиственном сорняке, в противоположность сопротивлению целевого места», объясняет Рикэрс, «для любого гербицида».
В дальнейшем тест на этот ген будет подобен тесту на устойчивость к атразину целевого места. Новая информация также могла использоваться промышленностью, чтобы развивать новые химикаты, чтобы управлять waterhemp.«Пока мы знаем ген, Вы могли потенциально вывести из строя его и сделать завод чувствительным снова.
Вы могли проектировать запрещающий GST химикат, это характерно для этого GST», говорит Рикэрс.