$ 1,5 miliar pembunuh: Para ilmuwan menemukan gen kunci untuk melawan parasit tanaman
Para peneliti telah mengidentifikasi dua gen utama, SBSLT1 dan SBSLT2, yang membantu sorgum menahan striga dengan mencegah perkecambahannya.
Ilmuwan Tiongkok telah mengidentifikasi dua gen utama yang memungkinkan sorgum untuk menolak Strigatanaman parasit yang bertanggung jawab atas kerugian tanaman besar. Penemuan ini tidak hanya menjelaskan mekanisme pertahanan alami Sorgum tetapi juga menunjukkan bagaimana AI dapat memprediksi amino kritis asam Situs dalam transporter Strigolactone (SL) – wawasan yang dapat meningkatkan ketahanan terhadap tanaman parasit di berbagai tanaman.
Studi yang diterbitkan di Seldipimpin oleh tim Prof. Qi Xie di Institute of Genetics and Developmental Biology, Academy of Sciences China, bekerja sama dengan lima lembaga lainnya.
Strigaumumnya dikenal sebagai “sihir,” dan tanaman parasit lainnya seperti Orobanche Bergantung pada tanaman inang untuk nutrisi dan air, secara signifikan mengurangi hasil panen dan mengganggu ekosistem pertanian. Striga Sendiri menyerbu lebih dari 50 juta hektar lahan pertanian di seluruh Afrika, menyebabkan $ 1,5 miliar dalam kerugian ekonomi tahunan dan berdampak pada lebih dari 300 juta orang. Di Cina, Striga ditemukan di daerah seperti Guangdong dan Yunnan, sementara Orobanche Mengancam tanaman seperti bunga matahari dan tomat di Mongolia dalam dan Xinjiang.
Bagaimana striga menginfeksi sorgum
Sorgum adalah salah satu tanaman yang rentan Striga infestasi. Sorgum Roots melepaskan SLS, kelas hormon tanaman yang membantu merekrut jamur mikoriza untuk penyerapan nutrisi. Sayangnya, Striga Biji yang tidak aktif di tanah mendeteksi sinyal SL ini, yang memicu Striga perkecambahan dan infestasi berikutnya dari tanaman inang.
Dalam penelitian ini, para peneliti menganalisis data transkriptome dari akar sorgum di bawah kondisi yang kekurangan fosfor dan pengobatan strigolactone (SL) secara terpisah. Para ilmuwan mengidentifikasi dua gen transporter keluarga ABCG SL: Sorgum Bicolor SL Transporter 1 (SBSLT1) Dan Sorgum Bicolor SL Transporter 2 (SBSLT2). Mereka menentukan bahwa protein SBSLT1 dan SBSLT2 mengontrol penghabisan SLS dan merobohkan gen yang terkait menghambat sekresi SL. Dalam kondisi ini, Striga tidak dapat berkecambah dan menginfeksi host. \
Prediksi bertenaga AI dan implikasi lintas-spesies
Prediksi berbasis AI lebih lanjut mengidentifikasi residu fenilalanin yang dikonservasi yang kritis untuk transportasi SL. Residu ini ditemukan tidak hanya di sorgum, tetapi juga di transporter SL di seluruh tanaman monokot lainnya seperti jagung, beras, dan millet, serta tanaman dikotil seperti bunga matahari dan tomat, menunjukkan mekanisme yang dilestarikan di seberang jenis. Eksperimen biologi molekuler dan biologi seluler menunjukkan fungsi kunci residu ini.
Uji coba lapangan dilakukan StrigaArea-rawan menunjukkan bahwa sorgum dengan knocked-out SBSLT1 Dan SBSLT2 Gen menunjukkan 67-94% tingkat infestasi yang lebih rendah dan 49-52% lebih sedikit kehilangan hasil. Temuan ini menawarkan sumber daya genetik yang berharga dan dukungan teknis untuk berkembang biak StrigaVarietas sorgum yang tahan.
Para peneliti menekankan bahwa penemuan SBSLT1 Dan SBSLT2 Dapat menyediakan alat -alat penting untuk memerangi tanaman parasit, berpotensi mengatasi tantangan ketahanan pangan di negara -negara yang sangat dipengaruhi oleh tanaman parasit, terutama negara -negara Afrika dan Asia, sehingga berkontribusi pada perdamaian dan stabilitas regional. Penelitian di masa depan akan fokus pada memvalidasi gen -gen ini dalam tanaman seperti jagung, tomat, dan millet, dengan tujuan memajukan komersialisasi Striga-tanaman yang resistan.
Referensi: “Perlawanan terhadap Parasitisme Striga Melalui Pengurangan Eksudasi Strigolactone” oleh Jiayang Shi, Cuo Mei, Fengyong GE, Qingliang Hu, Xinwei Ban, Ran Xia, Peiyong Xin, Shujing Cheng, Gaohua Zhang, Jiawei Nie Nie Nie, Shujing, Gaohua Zhang, Jiawei Nie Nie Nie Nie Nie, Shujing, Jiawei Nie Nie Nie Nie Nie, Shuawi Nie Nie Nie Niawi Niawei Niawei Niawei, Jinfang Chu, Yuhang Chen, Bing Wang, Weihua Wu, Jiayang Li, Qi Xie dan Feifei Yu, 12 Februari 2025, Sel.
Doi: 10.1016/j.cell.2025.01.022
