В исследовании, в котором участвовали исследователи из Университета Квинсленда и Сиднейского университета, была синтезирована и изучена функция пептидов CLE, относительно нового класса семейства пептидных гормонов в растениях.Доктор Бретт Фергюсон из Центра интегративных исследований бобовых при Школе сельского хозяйства и пищевых наук UQ сказал, что исследование было захватывающим, потому что пептиды CLE играют важную роль в регулировании роста и развития растений, повышении продуктивности, а также адаптации к факторам окружающей среды.«Пептиды CLE потенциально могут использоваться для управления ростом растений», — сказал он."Даже небольшое увеличение урожайности может иметь огромное значение для сельского хозяйства — увеличения производства продуктов питания и продовольственной безопасности при одновременном повышении устойчивости сельского хозяйства.
«Другие исследования показали, что вариант одного пептида CLE может привести к увеличению плодов томата».«Полученные данные открывают новые области исследований для изучения специфичности функции / структуры в системе передачи сигналов пептида CLE у растений.«Это быстрорастущая область исследований из-за ее важности для сельского хозяйства, пищевой промышленности и других отраслей, связанных с ростом и развитием растений».
Д-р Фергюсон сказал, что полученные данные имеют отношение не только к развитию растений, но и к передаче сигналов пептидами животных.«Пептиды CLE специфичны для растений, но пептиды и связанные с ними рецепторы также обнаруживаются у животных / людей.
Понимание механизмов в растениях может помочь нашему пониманию аналогичных механизмов у людей», — сказал он.Д-р Фергюсон сказал, что пептиды CLE очень трудно обнаружить и извлечь из растений из-за их небольшого размера и чрезвычайно низкой концентрации.
В результате пептиды необходимо химически синтезировать, чтобы проверить их функцию в биологических анализах.«Это сложная химия, имеющая биологическое значение», — сказал он.«Создание целевой молекулы с последующим тестированием ее биологической функции не всегда выполняется, особенно когда молекула, такая как пептид CLE, является сложной.«Все несколько обнаруженных CLE-пептидов были модифицированы тремя связанными вместе молекулами арабинозы», — сказал он.
«Однако этот« строительный блок триарабинозы »чрезвычайно сложно синтезировать. В нашем исследовании этот важный строительный блок был синтезирован с использованием передовых методов химического синтеза.
«Строительный блок, который был произведен лабораторией Пэйна (Школа химии Сиднейского университета), теперь легко доступен для доступа к синтетическим пептидным гормонам CLE для проверки их активности на растениях с использованием исследований кормления».Доктор Фергюсон сказал, что в исследовании использовался строительный блок для химического синтеза CLE40, который представляет собой пептид CLE, который модулирует развитие корня (контролируя популяцию стволовых клеток корня).«Очевидно, что это очень важный пептидный гормон для роста растений», — сказал он.
«Мы также разработали новый тест для подпитки пептида CLE40 и отслеживания роста корней.«Используя этот анализ, мы показали, что строительный блок важен для активности CLE40.Изменение корневой архитектуры с помощью ключевых факторов развития рассматривается как решающий шаг в повышении устойчивости сельского хозяйства и продовольственной безопасности.
«Строительный блок теперь можно использовать для синтеза других пептидов CLE, которые впоследствии можно будет использовать в исследованиях кормления для определения их активности».Он сказал, что пептиды CLE, изменяющие аспекты роста или урожайности, обладают огромным потенциалом в сельском хозяйстве (потенциал для увеличения производства продуктов питания), культуре тканей (потенциал для стимулирования развития побегов или корней), цветоводстве (потенциал для усиления цветения) и других отраслях, которые полагаются по росту растений.
Это может быть достигнуто путем кормления, целенаправленного разведения или редактирования генома.