_ Deblocarea potențialului inhibitorilor de protează pentru o rezistență sporită a dăunătorilor la plantele de ceai

Inhibitorii de protează reprezintă o strategie promițătoare pentru creșterea rezistenței la erbivore la plante, care este crucială pentru abordarea pierderilor semnificative de producție în culturi precum plantele de ceai din cauza insectelor erbivore. Inhibitorii de serin protează (SERPIN) sunt una dintre cele mai mari superfamilii de inhibitori de protează din plante și joacă un rol cheie în apărarea împotriva ierbivorelor.

În ciuda progreselor în SERPIN care au fost bine studiate în multe plante de cultură, impactul specific și mecanismele moleculare ale SERPIN-urilor în plantele de ceai rămân neclare.

Horticulture Research a publicat o cercetare intitulată „Un inhibitor constitutiv de serin protează suprimă performanța erbivorelor în ceai (Camellia sinensis).” Acest studiu sugerează că CsSERPIN1 poate inactiva proteazele digestive intestinale și poate suprima creșterea și dezvoltarea ierbivorelor, făcându-l un candidat promițător pentru prevenirea dăunătorilor în agricultură.

În acest studiu, echipa de cercetare și-a propus să exploreze rolul inhibitori de serin protează în apărarea plantelor de ceai împotriva dăunătorilor erbivori. Inițial, cercetătorii au efectuat un screening amănunțit al accesărilor plantelor de ceai pentru a evalua rezistența acestora la geometrida ceaiului, un dăunător major.

Acest lucru a implicat identificarea și analiza modelelor de expresie a patru gene SERPIN din genomul ceaiului, concentrându-se pe structura și omologia lor cu SERPIN-urile cunoscute la alte specii de plante. Printre acestea, CsSERPIN1 este demn de remarcat pentru corelația sa negativă cu creșterea ierbivorelor, indicând un rol potențial în rezistența dăunătorilor.

O investigație ulterioară asupra CsSERPIN1 a dezvăluit că este o genă exprimată constitutiv cu niveluri stabile de expresie în diferite biotice și abiotice. conditii de stres. Funcționalitatea lui CsSERPIN1 ca inhibitor de protează a fost apoi testată prin experimente in vitro, unde a demonstrat efecte inhibitorii semnificative asupra proteazelor digestive tripsină și chimotripsină.

Aceste constatări au fost coroborate de teste in vivo, arătând că larvele s-au hrănit la dietele care conțin CsSERPIN1 au avut o creștere redusă și activitate de protează. Capacitățile defensive ale CsSERPIN1 au fost, de asemenea, investigate prin supraexprimarea tranzitorie în plante de ceai și exprimarea heterolog în Arabidopsis. Ambele experimente au dus la scăderea erbivorului de către geometrida ceaiului și, respectiv, viermele de toamnă.

În concluzie, această cercetare evidențiază rolul CsSERPIN1 ca inhibitor nou, exprimat constitutiv, de serin protează, care reduce eficient creșterea și dezvoltarea ierbivorelor fără afectând negativ creșterea plantei gazdă. Demonstrând activitatea cu spectru larg a CsSERPIN1 împotriva diferitelor ierbivore și expresia sa stabilă neafectată de factorii de mediu, studiul sugerează că CsSERPIN1 este un candidat promițător pentru dezvoltarea soiurilor de plante de ceai rezistente la dăunători.

Implicațiile acestei cercetări se extind dincolo de agricultura de ceai, oferind perspective asupra potențialului inhibitorilor constitutivi de protează ca soluție durabilă și ecologică pentru protecția culturilor.

(Fluierul)