16:00, 23.09.2022 — Новости технологий, Новости
автор: AgroXXI

Картофель и сою можно будет защищать инновационным зеленым пестицидов в недалеком будущем


Прорыв в производстве зеленых пестицидов с ингибированием хитинсинтазы совершили китайские исследователи. Поскольку в растениях и млекопитающих нет хитина в отличие от вредителей и патогенов сельхозкультур, то пестициды, способные ингибировать хитинсинтазу, безвредны для растений и человека и являются безопасными и эффективными зелеными пестицидами

Группа ученых под руководством профессора Ян Цин из Китайской академии сельскохозяйственных наук в исследовании проанализировали структуру хитинсинтазы патогенного гриба Phytophthora sojae под криоэлектронным микроскопом, впервые выявив хитин. Таким образом, понимание полного процесса хитина, над которым исследователи трудились долгие годы, завершено и обеспечило основу для разработки безопасных и эффективных биологических пестицидов в будущем.

О том, почему открытие имеет такой большое значение, пишет репортер Beijing News Чжоу Хуайцзун.

«Хитин является наиболее распространенным аминогликаном на Земле и широко встречается у грибов, членистоногих, моллюсков, кольчатых червей, кишечнополостных и простейших и других различных видов организмов. Панцири креветок, крабов, насекомых и других членистоногих в основном состоят из хитина, некоторые клеточные стенки грибов также содержат большое количество количество хитина.

Хитин - это природный биополимер, состоящим из N-ацетилглюкозамина. Грибы, членистоногие и т. д. могут автоматически синтезировать это вещество в организме для их выживания и размножения.

У хитина, извлекаемого из панцирей креветок и используемого в промышленности и фармацевтике, есть и темная сторона. Возьмем в качестве примера Phytophthora sojae, выбранную в ходе исследования. Этот патоген вызывает корневую гниль сои и приводит к экономическим потерям в размере более 1 миллиарда долларов США каждый год и во многом зависит от синтеза хитина. То же самое относится к картофельной фитофторе, ежегодно наносящей ущерб урожаю.

«Если мы разработаем соответствующие активные низкомолекулярные пестициды, то сможем более эффективно ингибировать синтез хитина Phytophthora для защиты важных культур, такие как соя и картофель, - пояснил Ян Цин. - С 1970-х годов ученые последовательно разрабатывали активные низкомолекулярные соединения, способные ингибировать синтез хитина, которые показали широкое применение и перспективность на рынке в качестве фунгицидов и инсектицидов. Например, никомицин, открытый фирмой Bayer в 1976 году, показал хорошую бактерицидную активность в отношении различных сельскохозяйственных патогенов, в том числе против фитофторы картофеля, а в качестве противогрибного препарата для человека вошел в медицинскую практику. В 1978 год испытания синтетических соединений бензоилмочевины показали эффективное предотвращение синтеза хитина у насекомых. В настоящее время на эти соединения приходится 3% рынка пестицидов, годовой объем продаж которых достигает 441 млн долларов США.

За последние 50 лет исследователи всего мира вложили много рабочей силы, материальных ресурсов и энтузиазма в попытки разработать больше типов и более эффективных зеленых пестицидов, нацеленных на хитинсинтазу, но на самом деле эти исследования всегда продвигались медленно. Одной из важных причин является отсутствие точной информации о трехмерной структуре хитинсинтазы. Структурно-функциональная связь хитинсинтазы не была ясна, что серьезно препятствовало разработке новых разновидностей пестицидов, нацеленных на этот фермент.

В ходе работы команда выбрала хитинсинтазу Phytophthora sojae, названную PsChs1, и взяла ее в качестве объекта исследования с помощью передовых биологических методов, включая криоэлектронную микроскопию, сканирующую электронную микроскопию, рентгеновскую дифракцию и так далее. Удалось проанализировать трехмерную структуру PsChs1 в четырех различных состояниях каталитической реакции и выявить три важных процесса хитинсинтазы для достижения биосинтеза хитина. Это первый случай, когда на атомном уровне был продемонстрирован направленный многоступенчатый процесс биосинтеза хитина».

Большая часть пятнадцати лет исследований была потрачена на повторяющиеся эксперименты. Затем, выяснив процесс синтеза хитина, группа Ян Цин изучает работу малой активной молекулы никомицина в качество модели.

«После понимания механизма синтеза хитина нам будет легче выяснить, где именно работают некоторые активные небольшие молекулы, которые могут ингибировать синтез хитина, и через какой механизм», сказал ученый.

Цянь Сюйхун, академик Китайской инженерной академии и президент Восточно-китайского педагогического университета, отметил, что результаты исследований профессора Ян Цин прорвали узкое место в области разработки хитиновых пестицидов на протяжении почти 50 лет. Исследование обеспечивает платформу для реализации мечты об экологически чистых пестицидах, то есть точного дизайна зеленых пестицидов на основе структуры хитинсинтазы.

«Ускорение разработки пестицидов с безопасными и новыми механизмами действия – то, в чем нуждается современный АПК. В настоящее время 70% широко используемых в мире пестицидов нацелены только на 5 молекулярных мишеней, а 60% широко используемых фунгицидов нацелены лишь на 3 цели Долгосрочное использование пестицидов, направленных на одну цель, может легко привести к устойчивости у вредителей и болезней», сказал Ян Цин.

«Открытие структуры хитинсинтазы дает новую мишень для биологических пестицидов, добавил Сун Баоань, академик Китайской инженерной академии и президент Университета Гуйчжоу. - Сегодня разработка и использование зеленых молекулярных мишеней для пестицидов стали главной национальной потребностью. Новая мишень может породить не только десятки или даже сотни разновидностей пестицидов, но и чрезвычайно значительно облегчить проблему лекарственной устойчивости вредных организмов к существующим разновидностям пестицидов. Трехмерная структура хитинсинтазы, несомненно, является зеленой молекулярной мишенью для пестицидов».

Обсуждение

Для того, чтобы оставить комментарий вам нужно зарегистрироваться или авторизоваться.
Последние публикации в разделе
Популярное за неделю

Подпишись в соц.сетях!
на 2022-11-25
Регион Закуп. Изм. Прод. Изм.
ЦФО
26600.00 + 1850 27000.00 + 2000
ПФО
24400.00 + 750 26000.00 + 1750
СКФО
28000.00 + 3200 28500.00 + 3500
ЮФО
27500.00 + 2550 28500.00 + 3050
СФО
25500.00 + 1300 26000.00 + 1550
на 2022-11-25
Регион Закуп. Изм. Прод. Изм.
ЦФО
70000.00 + 1450 71000.00 + 1250
ЮФО
69500.00 + 1200 70900.00 + 2350
ПФО
70000.00 + 1800 71000.00 + 2100
СФО
69900.00 + 2900 71110.00 + 2360

Сводная таблица по зарубежным индексам

Сравнение котировок

Мировые балансы


Выберите регион
все страны и регионы