የግላይፎሴት የእፅዋት መበላሸት ሞለኪውላዊ ዘዴ ተገለጠ

ግላይፎሴት በየዓመቱ ከ700,000 ቶን በላይ ምርት የሚያመርት ሲሆን በዓለም ላይ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውለው እና ትልቁ የአረም ማጥፊያ መድኃኒት ነው። በግላይፎሴት አላግባብ መጠቀም ምክንያት የአረም መቋቋም እና ለሥነ-ምህዳር አካባቢ እና ለሰው ልጅ ጤና ሊሆኑ የሚችሉ አደጋዎች ከፍተኛ ትኩረትን ስበዋል። 

ግንቦት 29 ቀን፣ የፕሮፌሰር ጉዎ ሩቲንግ ቡድን ከስቴት ኪይ ላቦራቶሪ ኦፍ ባዮካታላይዝስ ኤንድ ኢንዛይም ኢንጂነሪንግ ቡድን፣ በሁቤይ ዩኒቨርሲቲ የህይወት ሳይንስ ትምህርት ቤት እና በክልላዊ እና በሚኒስቴር ዲፓርትመንቶች በጋራ የተቋቋመው፣ በጆርናል ኦፍ ሃዛርድ ማቴሪያልስ ውስጥ የቅርብ ጊዜውን የምርምር ወረቀት አሳትሞ የከብት እርባታ ሣር የመጀመሪያውን ትንተና ተንትኗል። (አንድ አደገኛ የፔዲ አረም)-ከአልዶ-ኬቶ ሪዳክቴዝ AKR4C16 እና AKR4C17 የግላይፎሴት መበላሸት የምላሽ ዘዴን ያነቃቃሉ፣ እና በሞለኪውላር ማሻሻያ አማካኝነት በAKR4C17 የግላይፎሴትን የመበላሸት ውጤታማነት በእጅጉ ያሻሽላሉ።

የጂላይፎሴት መቋቋምን ማሳደግ።

ግላይፎሴት ከ1970ዎቹ ጀምሮ በዓለም ዙሪያ ተወዳጅ ሆኖ ቆይቷል፣ እና ቀስ በቀስ በጣም ርካሹ፣ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለው እና በጣም ውጤታማ የሆነው ሰፊ-ስፔክትረም ፀረ-ተባይ መድኃኒት ሆኗል። በተለይም በእፅዋት እድገት እና ሜታቦሊዝም ውስጥ የሚሳተፈውን ቁልፍ ኢንዛይም 5-ኢኖልፒሩቪልሺኪሜት-3-ፎስፌት ሲንታዝ (EPSPS) እና ሞትን በመከልከል በእፅዋት ውስጥ አረሞችን ጨምሮ የሜታቦሊክ መዛባትን ያስከትላል።

ስለዚህ፣ ግላይፎሴትን የሚቋቋሙ ትራንስጀኒክ ሰብሎችን ማራባት እና ግላይፎሴትን በእርሻ ቦታ መጠቀም በዘመናዊ ግብርና ውስጥ አረሞችን ለመቆጣጠር ጠቃሚ መንገድ ነው። 

ይሁን እንጂ፣ ግላይፎሴት በስፋት ጥቅም ላይ በመዋሉና አላግባብ በመጠቀሙ፣ በደርዘን የሚቆጠሩ አረሞች ቀስ በቀስ ተሻሽለው ከፍተኛ የግላይፎሴት መቻቻል አዳብረዋል።

በተጨማሪም፣ ግላይፎሴትን የሚቋቋሙ በጄኔቲክ የተሻሻሉ ሰብሎች ግላይፎሴትን መበታተን አይችሉም፣ ይህም በምርት ሰንሰለቱ ውስጥ በቀላሉ ሊሰራጭ እና የሰውን ጤና አደጋ ላይ ሊጥል የሚችል ግላይፎሴት እንዲከማች እና እንዲተላለፍ ያደርጋል። 

ስለዚህ፣ ዝቅተኛ የግላይፎሴት ቅሪቶች ያሏቸው ከፍተኛ የግላይፎሴት መቋቋም የሚችሉ ትራንስጀኒክ ሰብሎችን ለማልማት ግላይፎሴትን ሊያበላሹ የሚችሉ ጂኖችን ማግኘት አስቸኳይ ነው።

ከእፅዋት የተገኙ ግላይፎሴትን የሚያበላሹ ኢንዛይሞችን የክሪስታል መዋቅር እና ካታሊቲክ ግብረመልስ ዘዴን መፍታት

እ.ኤ.አ. በ2019፣ የቻይና እና የአውስትራሊያ የምርምር ቡድኖች ከግላይፎሴት መቋቋም ከሚችል የጓሮ ሣር ለመጀመሪያ ጊዜ ሁለት ግላይፎሴትን የሚያፈርስ አልዶ-ኬቶ ሪዳክቴዝስን AKR4C16 እና AKR4C17 ለይተዋል። ግላይፎሴትን ወደ መርዛማ ያልሆነ አሚኖሜቲልፎስፎኒክ አሲድ እና ግላይኦክሲሊክ አሲድ ለማበላሸት NADP+ን እንደ ኮፋክተር መጠቀም ይችላሉ።

AKR4C16 እና AKR4C17 በተፈጥሯዊ የዕፅዋት ዝግመተ ለውጥ የሚመነጩ የመጀመሪያዎቹ የተዘገቡ ግላይፎሴት-የሚበላሹ ኢንዛይሞች ናቸው። የግላይፎሴትን የመበላሸት ሞለኪውላዊ ዘዴ የበለጠ ለማሰስ የጉዎ ሩቲንግ ቡድን በእነዚህ ሁለት ኢንዛይሞች እና ከፍተኛ ኮፋክተር መካከል ያለውን ግንኙነት ለመተንተን የኤክስሬይ ክሪስታሎግራፊን ተጠቅሟል። የጥራት ውስብስብ አወቃቀር የግላይፎሴት፣ NADP+ እና AKR4C17 ternary complex የማሰሪያ ሁነታን አሳይቷል፣ እና የAKR4C16 እና AKR4C17-mediated glyphosate degeneration ካታሊቲክ ሪአክሽን ሜካኒዝምን አቅርቧል።

የAKR4C17/NADP+/glyphosate ውስብስብ አወቃቀር እና የglyphosate መበላሸት የምላሽ ዘዴ።

ሞለኪውላዊ ማሻሻያ የግላይፎሴትን የመበላሸት ውጤታማነት ያሻሽላል።

የፕሮፌሰር ጉዎ ሩቲንግ ቡድን የAKR4C17/NADP+/glyphosateን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ መዋቅራዊ ሞዴል ካገኙ በኋላ፣ በኢንዛይም መዋቅር ትንተና እና ምክንያታዊ ዲዛይን አማካኝነት የglyphosateን የመበላሸት ውጤታማነት በ70% ጨምሯል እና የሚውቴሽን ፕሮቲን AKR4C17F291D አግኝተዋል።

የ AKR4C17 ሚውቴሽን ግላይፎሴትን የሚያፈርስ እንቅስቃሴ ትንተና።

“ሥራችን የAKR4C16 እና AKR4C17 የግላይፎሴትን መበላሸት የሚያነቃቃውን ሞለኪውላዊ ዘዴ ያሳያል፣ ይህም የGlyphosateን የመበላሸት ቅልጥፍና ለማሻሻል የAKR4C16 እና AKR4C17 ተጨማሪ ማሻሻያ ለማድረግ አስፈላጊ መሠረት ይጥላል።” የጽሁፉ ተባባሪ ፕሮፌሰር ዳይ ሎንግሃይ እንዳሉት፣ የHubei ዩኒቨርሲቲ ተባባሪ ፕሮፌሰር ዳይ ሎንግሃይ እንደተናገሩት፣ ዝቅተኛ የglyphosate ቅሪቶች ያሏቸው ከፍተኛ የglyphosate መቋቋም የሚችሉ ትራንስጀኒክ ሰብሎችን ለማልማት እና ማይክሮባላዊ ኢንጂነሪንግ ባክቴሪያዎችን በመጠቀም በአካባቢያቸው ውስጥ ግላይፎሴትን ለማበላሸት ጠቃሚ መሣሪያ ነው።

የጉዎ ሩይቲንግ ቡድን ለረጅም ጊዜ በአካባቢ ውስጥ የሚገኙ መርዛማ እና ጎጂ ንጥረ ነገሮችን የሚያጠቁ የባዮዲግሬዴሽን ኢንዛይሞችን፣ የተርፔኖይድ ሲንቴዝስን እና የመድኃኒት ኢላማ ፕሮቲኖችን በመዋቅር ትንተና እና በሜካኒካል ውይይት ላይ ጥናት ሲያደርግ መቆየቱ ተዘግቧል። ሊ ሃኦ፣ ተባባሪ ተመራማሪ ያንግ ዩ እና በቡድኑ ውስጥ ያሉት መምህር ሁ ዩሜይ የወረቀቱ የመጀመሪያ ደራሲዎች ሲሆኑ ጉዎ ሩይቲንግ እና ዳይ ሎንግሃይ ደግሞ ተጓዳኝ ደራሲዎች ናቸው።