Картофель и сою можно будет защищать инновационным зеленым пестицидов в недалеком будущем | ФНЦ агроэкологии РАН
Инновационный обзор

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».


Читать полностью: https://www.agroxxi.ru/gazeta-zaschita-rastenii/novosti/kartofel-i-soyu-mozhno-budet-zaschischat-innovacionnym-zelenym-pesticidov-v-nedalekom-buduschem.html?yrwinfo=1664771548549184-8533151259118280336-sas3-0767-15b-sas-l7-balancer-8080-BAL-4648

ЭКСПЕРТЫ ПРОВОДЯТ МОНИТОРИНГ ПОСЕВОВ ОЗИМЫХ КУЛЬТУР ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

ЭКСПЕРТЫ ПРОВОДЯТ МОНИТОРИНГ ПОСЕВОВ ОЗИМЫХ КУЛЬТУР ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

Специалисты экспертной группы по рассмотрению вопросов подготовки и проведения сезонных сельскохозяйственных работ, Россельхозцентра, агрохимической службы и других ведомств под руководством...

Китайские ученые изучили потенциал отрицательных выбросов биосырья для достижения цели углеродной нейтральности

Китайские ученые изучили потенциал отрицательных выбросов биосырья для достижения цели углеродной нейтральности

Ограничение глобального потепления в пределах 1,5°C может потребовать широкомасштабного внедрения преждевременных технологий с отрицательными выбросами, что потенциально негативно скажется на...

Разработка Дальрыбвтуза, представленная молодыми учёными на форуме «Fishery Skills», получила патент

Разработка Дальрыбвтуза, представленная молодыми учёными на форуме «Fishery Skills», получила патент

Устройство на базе микроводоросли хлорелла обогощает кислородом бытовые и производственные помещения. В начале апреля Дальрыбвтуз получил патент на полезную модель:...