Temuan membuka jalan untuk mengembangkan fungisida ramah lingkungan – Sains Terkini

Penyakit jamur menyebabkan kerugian besar dari panen pertanian setiap tahun. Jamur Botrytis cinerea menyebabkan penyakit jamur abu-abu adalah masalah utama bagi petani menanam stroberi, anggur, raspberry, tomat dan selada. Untuk mengurangi masalah, mereka sering menggunakan fungisida kimia yang dapat kehilangan efektivitasnya seiring waktu. Ilmuwan Danforth Center, Dilip Shah, PhD, anggota asosiasi penelitian, Siva Velivelli, PhD, rekan postdoctoral, Kirk Czymmek, PhD, peneliti utama dan direktur, Advanced Bioimaging Laboratory dan kolaboratornya di Pacific Northwest National Laboratory telah mengidentifikasi sub kelas peptida pada bintil-bintil kacang-kacangan, Medicago truncatula yang terbukti efektif dalam menghambat pertumbuhan jamur yang menyebabkan jamur abu-abu. Hasil penelitian mereka, Antibakteri simbiosis peptida NCR044 menunjukkan struktur unik dan mekanisme aksi beragam yang memberikan perlindungan tanaman, baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal, Prosiding Akademi Sains Nasional.

"Kami sangat gembira tentang kemungkinan mengembangkan kelas peptida ini sebagai fungisida penyemprot yang akan memberi petani alternatif ramah lingkungan terhadap fungisida kimia untuk manajemen penyakit jamur sebelum dan sesudah panen," kata Dilip Shah. "Ketika diterapkan pada tanaman, peptida pada akhirnya akan terurai menjadi asam amino dalam tanah dan digunakan oleh mikroba bermanfaat sebagai sumber energi."


Medicago truncatula adalah kerabat dari alfalfa. Shah dan timnya menghasilkan peptida NCR044 bermuatan besar secara rekombinan yang diekspresikan dalam nodul legum ini. Mereka kemudian menerapkan peptida dalam konsentrasi rendah pada tanaman tembakau dan tomat di lab dan menantang tanaman dengan jamur jamur abu-abu. Tanaman menunjukkan perlindungan yang signifikan dari penyakit jamur ini.

Untuk memahami mekanisme antimikroba di dalam sel, mereka berkolaborasi dengan Czymmek, yang juga seorang ahli mikologi dan telah mempelajari biologi sel jamur selama bertahun-tahun. Dengan menggunakan mikroskopi confocal dan selang resolusi waktu, tim dapat mengamati secara dinamis bagaimana peptida berikatan dengan spora dan kuman jamur, bagaimana ia diinternalisasi dan di mana ia berada di dalam sel jamur. Satu temuan kunci di sini adalah konfirmasi bahwa peptida terkonsentrasi di nukleolus, organel tempat perakitan ribosom berlangsung.

"Senang bekerja dengan Dilip dan timnya. Sebagai seorang ilmuwan muda, Siva, mampu bergerak dengan rajin melintasi serangkaian platform dan teknik yang sangat beragam, menindaklanjuti petunjuk dari data ilmiah. Pada akhirnya, ia mampu untuk menerapkan teknik yang menguatkan ini dan mengungkap informasi baru yang signifikan untuk membuat kesimpulan yang kuat tentang proyek penelitian, "kata Czymmek," Itu benar-benar ilmu yang hebat. "

Tim ilmuwan unik dengan keahlian dalam biologi sel dan jamur tanaman dikombinasikan dengan kemampuan pencitraan canggih memungkinkan mereka untuk membuat interpretasi kritis dan mengkonfirmasi hipotesis mereka. Kolaborator dan rekan penulis mereka di atas kertas, Garry Buchko, PhD di Pacific Northwest National Laboratory memecahkan struktur tiga dimensi pertama dari peptida spesifik nodul yang mengungkapkan struktur peptida yang sangat tidak teratur, dan sangat dinamis, berisi struktur pendek anti-paralel ? -lembar, kecil? -helix, dan ketika teroksidasi, dua ikatan disulfida menstabilkan.


Sebagian dari proyek ini didanai oleh TechAccel. Shah dan Czymmek akan melanjutkan penelitian mereka dan telah mengajukan permohonan ke National Science Foundation untuk mendapatkan hibah untuk mengeksplorasi lebih lanjut bagaimana peptida spesifik nodul antijamur membunuh patogen jamur berbahaya secara in vitro dan di planta.

Referensi:

Material disediakan oleh Pusat Sains Tumbuhan Donald Danforth. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.