Ein kürzlich von Prof. Li Jiyang vom Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie (IGDB) der chinesischer Akademie der Wissenschaften kürzlich unter der Leitung von Prof. Li Jiyang angeführte Durchbruch bietet neue Hoffnung im Kampf gegen parasitäre Unkraut, die globale landwirtschaftliche Verluste von mehr als 10 Milliarden US -Dollar pro Jahr verursachen.
Die Forscher haben ein wichtiges Gen identifiziert, Strigolacton Transporter Slabcg45, in Tomaten, das eine entscheidende Rolle bei der Ausgleich der Wirtsresistenz gegen parasitäre Unkraut und Fruchtausbeute in Tomaten spielt.
Der Studieveröffentlicht in Die Innovationhebt hervor, wie Slabcg45, ein Strigolacton (SL) -Transporter, die Verteidigung der Pflanze gegen Broomrape -Arten (Orobanche und Phelipanche) vermittelt, ohne die Ernteertrag zu beeinträchtigen. Diese Entdeckung wird als bedeutender Schritt zur Entwicklung von Pflanzen mit dauerhafter Breitbandresistenz gegen parasitäre Unkraut angesehen.
Striga, ein parasitäres Unkraut, das Monocot -Getreide wie Mais, Sorghum und Hirse angreift, und Broomrapes, die Pflanzen wie Tomaten, Sonnenblumen, Kartoffeln und Kichererbsen abzielen, stellen der globalen Landwirtschaft große Herausforderungen. Das Management des Parasitismus ist eine Herausforderung, und nur sehr wenige Resistenzgene wurden in Pflanzen kloniert und charakterisiert.
Um wichtige Gene zu identifizieren, die Broomrapes Resistenz verleihen, führten die Forscher eine genomweite Assoziationsstudie unter Verwendung von 152 Tomatenreaktionen durch und identifizierten SLABCG45 als ein entscheidendes Gen, das die Resistenz der Wirt gegen Phelipanche Aegyptiaca vermittelt.
Sie fanden heraus, dass SLABCG45 und seine engen Homolog SLABCG44 membranlokalisierte SL-Transporter waren, die eine wesentliche Rolle bei der Exsudation von SLS bis zur Rhizosphäre, den Transport von SLS von den Wurzeln zu den Triebstoffen und die Vermittlung der Keimung von Broomrape-Samen waren.
Interessanterweise weisen SLABCG45 und SLABCG44 eine funktionelle Differenzierung auf. Die SLABCG45 -Expression reagierte stark auf Phosphormangel an, ein Umweltsignal, das Parasitismus, SL -Biosynthese und Exsudation induziert, während SLABCG44 schwach auf einen Phosphormangel reagierte. Darüber hinaus hatte die SLABCG45 -Mutation einen relativ schwachen Effekt auf die Fruchtgröße, aber die SLABCG44 -Mutante erzeugt kleinere Früchte.
Das Forschungsteam bewertete systematisch das Potenzial der SLABCG45-Genombearbeitung bei Broomrape-Resistenz und zeigte, dass das Ausschalten von Slagcg45 in Tomaten eine dauerhafte und breite Spektrum-Resistenz verleiht.
Wichtig ist, dass Feldversuche in zwei aufeinanderfolgenden Jahren in der Provinz Xinjiang gezeigt haben, dass das Ausschalten von SLABCG45 die Tomatenresistenz gegen Broomrape signifikant verbessert hat, was zu einer Ertragssteigerung von mehr als 30% in einem von Phelipanche befallenen Feld führte.
Schließlich schlugen die Forscher vor, dass die Ernte bei der SL -Biosynthese wie SLCCD8 mangelhaft ist. Die landwirtschaftliche Anwendung dieser Strategie wurde jedoch durch die begleitenden unerwünschten Eigenschaften behindert, einschließlich Zwergen, übermäßigen Zweigzahlen, kleineren und weniger Früchten und reduzierter Obstgespräche.
Das Knockout von SLABCG45 verbesserte die Resistenz gegen Phelipanche und Orobanche signifikant, ohne die Fruchtentwicklung zu beeinträchtigen, wodurch die Fruchtausbeute in einem von Phelipanchen befallenen Feld erhöht wird.
Diese Ergebnisse zeigen, dass SLABCG45 ein kritisches Ziel für die Zucht von Pflanzen ist, das parasitärem Unkraut ohne Kompromisse den Ertrag beeinträchtigen kann und den Weg für nachhaltigere landwirtschaftliche Praktiken in der Zukunft ebnet.
Weitere Informationen:
Xinwei Ban et al., Manipulation eines Strigolacton -Transporters in Tomaten verleiht dem parasitären Unkraut -Broomrape Resistenz. Die Innovation (2025). Doi: 10.1016/j.xinn.2025.100815