Gyda chynnyrch blynyddol o dros 700,000 tunnell, glyffosad yw'r chwynladdwr a ddefnyddir fwyaf eang a mwyaf yn y byd. Mae ymwrthedd i chwyn a bygythiadau posibl i'r amgylchedd ecolegol ac iechyd pobl a achosir gan gamddefnyddio glyffosad wedi denu sylw mawr.
Ar Fai 29ain, cyhoeddodd tîm yr Athro Guo Ruiting o Labordy Allweddol y Wladwriaeth ar gyfer Biocatalysis a Pheirianneg Ensymau, a sefydlwyd ar y cyd gan Ysgol Gwyddorau Bywyd Prifysgol Hubei a'r adrannau taleithiol a gweinidogol, y papur ymchwil diweddaraf yn y Journal of Hazardous Materials, gan ddadansoddi'r dadansoddiad cyntaf o laswellt buarth. Mae aldo-keto reductase AKR4C16 ac AKR4C17 sy'n deillio o (chwyn paddy malaen) yn cataleiddio mecanwaith adwaith diraddio glyffosad, ac yn gwella effeithlonrwydd diraddio glyffosad gan AKR4C17 yn fawr trwy addasu moleciwlaidd.
Ymwrthedd cynyddol i glyffosad.
Ers ei gyflwyno yn y 1970au, mae glyffosad wedi bod yn boblogaidd ledled y byd, ac yn raddol mae wedi dod yn chwynladdwr sbectrwm eang rhataf, a ddefnyddir fwyaf eang a mwyaf cynhyrchiol. Mae'n achosi anhwylderau metabolaidd mewn planhigion, gan gynnwys chwyn, trwy atal synthase 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate (EPSPS) yn benodol, ensym allweddol sy'n ymwneud â thwf a metaboledd planhigion a'u marwolaeth.
Felly, mae bridio cnydau trawsgenig sy'n gwrthsefyll glyffosad a defnyddio glyffosad yn y cae yn ffordd bwysig o reoli chwyn mewn amaethyddiaeth fodern.
Fodd bynnag, gyda'r defnydd a'r camddefnydd eang o glyffosad, mae dwsinau o chwyn wedi esblygu'n raddol a datblygu goddefgarwch uchel i glyffosad.
Yn ogystal, ni all cnydau a addaswyd yn enetig sy'n gwrthsefyll glyffosad ddadelfennu glyffosad, gan arwain at gronni a throsglwyddo glyffosad mewn cnydau, a all ledaenu'n hawdd trwy'r gadwyn fwyd a pheryglu iechyd pobl.
Felly, mae'n frys darganfod genynnau a all ddiraddio glyffosad, er mwyn tyfu cnydau trawsgenig sydd ag ymwrthedd uchel i glyffosad gyda gweddillion glyffosad isel.
Datrys strwythur crisial a mecanwaith adwaith catalytig ensymau sy'n diraddio glyffosad sy'n deillio o blanhigion
Yn 2019, nododd timau ymchwil Tsieineaidd ac Awstralia ddau aldo-keto reductase sy'n diraddio glyffosad, AKR4C16 ac AKR4C17, am y tro cyntaf o laswellt buarth sy'n gwrthsefyll glyffosad. Gallant ddefnyddio NADP+ fel cyd-ffactor i ddiraddio glyffosad i asid aminomethylffosffonig ac asid glyoxylig nad yw'n wenwynig.
AKR4C16 ac AKR4C17 yw'r ensymau cyntaf i'w hadrodd sy'n diraddio glyffosad a gynhyrchwyd gan esblygiad naturiol planhigion. Er mwyn archwilio ymhellach y mecanwaith moleciwlaidd ar gyfer eu diraddio o glyffosad, defnyddiodd tîm Guo Ruiting grisialograffeg pelydr-X i ddadansoddi'r berthynas rhwng y ddau ensym hyn a'r cyd-ffactor uchel. Datgelodd strwythur cymhleth y datrysiad ddull rhwymo'r cymhlyg teiran o glyffosad, NADP+ ac AKR4C17, a chynigiodd y mecanwaith adwaith catalytig ar gyfer diraddio glyffosad a gyfryngir gan AKR4C16 ac AKR4C17.
Strwythur y cymhlyg AKR4C17/NADP+/glyffosad a mecanwaith adwaith diraddio glyffosad.
Mae addasu moleciwlaidd yn gwella effeithlonrwydd diraddio glyffosad.
Ar ôl cael model strwythurol tri dimensiwn manwl o AKR4C17/NADP+/glyffosad, cafodd tîm yr Athro Guo Ruiting brotein mwtant AKR4C17F291D ymhellach gyda chynnydd o 70% yn effeithlonrwydd diraddio glyffosad trwy ddadansoddi strwythur ensymau a dylunio rhesymegol.
Dadansoddiad o weithgaredd diraddio glyffosad mutantau AKR4C17.
“Mae ein gwaith yn datgelu mecanwaith moleciwlaidd AKR4C16 ac AKR4C17 sy’n cataleiddio diraddio glyffosad, sy’n gosod sylfaen bwysig ar gyfer addasu AKR4C16 ac AKR4C17 ymhellach i wella eu heffeithlonrwydd diraddio glyffosad.” Dywedodd awdur cyfatebol y papur, yr Athro Cyswllt Dai Longhai o Brifysgol Hubei, eu bod wedi adeiladu protein mwtant AKR4C17F291D gydag effeithlonrwydd diraddio glyffosad gwell, sy’n darparu offeryn pwysig ar gyfer tyfu cnydau trawsgenig sydd ag ymwrthedd uchel i glyffosad gyda gweddillion glyffosad isel a defnyddio bacteria peirianneg microbaidd i ddiraddio glyffosad yn yr amgylchedd.
Adroddir bod tîm Guo Ruiting wedi bod yn ymwneud ers amser maith ag ymchwil ar ddadansoddi strwythur a thrafod mecanwaith ensymau bioddiraddio, synthases terpenoid, a phroteinau targed cyffuriau sylweddau gwenwynig a niweidiol yn yr amgylchedd. Li Hao, yr ymchwilydd cyswllt Yang Yu a'r darlithydd Hu Yumei yn y tîm yw cyd-awduron cyntaf y papur, a Guo Ruiting a Dai Longhai yw'r cyd-awduron cyfatebol.
Amser postio: Mehefin-02-2022