Спросите любого фермера, и Вы услышите, что сорняки – сильная головная боль. Еще хуже сорняки, которые развивали сопротивление гербицидам, разработанным, чтобы убить их. Дело обстоит так для waterhemp, широколиственный сорняк, обычно находимый в зерне и полях сои. Многое население waterhemp и его агрессивного кузена, амаранта Палмера, стало стойким к атразину, mesotrione, и многим другим обычно используемым гербицидам, иногда приводя к значительным потерям урожая в зерновых культурах сои и зерне.
«Если Вы продолжаете распылять тот же самый гербицид на заводах, есть шанс, что очень небольшое количество их переживет и воспроизведет. Некоторые их потомки будут стойкими к гербициду.
При помощи того же самого гербицида по поколениям мы выбираем для сорняков, которые являются стойкими к тому химикату», заявляет Университет Иллинойса постдокторский исследователь Жун Ма.Заводы используют множество механизмов, чтобы избежать токсичных эффектов гербицидов. Наиболее распространенный механизм, известный как сопротивление целевого места, прибывает из генной мутации, которая мешает гербициду быть свойственным белкам, которые это разработано, чтобы разрушить. Присутствие этих мутаций в waterhemp населении может быть быстро проверено генетически, если место мутации известно заранее.
Другой механизм известен как метаболическое сопротивление. В этом случае завод использует общие ферменты, чтобы детоксифицировать гербицид, прежде чем это даже достигнет белка, который это предназначается, чтобы разрушить.«У людей также есть эти широкие, детоксифицирующие ферменты.
Они могут помочь детоксифицировать наркотики или химикаты, которые мы потребляем», объясняет Жун.Ферменты, ответственные за метаболическое сопротивление, не всегда известны, хотя они обычно попадают в один или два широких класса, P450s или GSTs.«Проблема состоит в том, что у заводов есть сотни этих P450s или GSTs, и мы еще не определили, которые ответственны за сопротивление конкретному гербициду», говорит U относительно, я пропалываю ученого Дина Рикэрса.Так как гены для тех ферментов обычно неизвестны, не возможно проверить на них использующий традиционные генетические методы.
Мама, наряду с командой исследователей в U меня во главе с Riechers, развивала новую технику, которая может точно проверить на метаболическое сопротивление, не полагаясь на знание определенного включенного гена (генов).Новый метод включает демонстрацию единственной маленькой пластинки листа к радиоактивно маркированному гербициду и затем определению, сколько из гербицида оставляют после того, как у листа есть шанс усвоить его. Чем меньше гербицида, остающегося со временем, тем более стойкий завод.
Исследование проверило три населения waterhemp и два гербицида, mesotrione (Callisto®, ингибитор HPPD) и primisulfuron-метил (Beacon®, ингибитор АЛЬСА). Хотя различное население, казалось, детоксифицировало эти два химиката, используя различные биохимические механизмы, новый метод работал на обоих.«Метод должен работать на дополнительные гербициды и даже различные сорняки или зерновые культуры», говорит Рикэрс. «Мы проверили третий гербицид, используя метод с удаленными листьями сои, и он работал. И, пока лист или черешок могут поместиться в трубу, это должно работать на почти любой завод».
Хотя новый метод не точно определяет точные гены, ответственные за расширенный метаболизм гербицида в стойком населении, это действительно указывает на общий класс генов и включенного механизма. Следующий шаг для исследовательской группы должен определить определенные гены и в конечном счете развивать маркеры для быстрого тестирования, используя обычные генетические методы.
Рикэрс говорит, что другие университеты и компании уже используют новую технику.