Validierung der HRAC-Klassifikation von Hemmern der Synthese sehr langkettiger Fettsäuren (KCSs)
Pflanzenschutzmittel sind in der modernen Landwirtschaft wesentliche Hilfsmittel, um Segetalpflanzen (Unkraut) zu bekämpfen und die Produktivität der Kulturen zu sichern. Um das Resistenzmanagement zu unterstützen, klassifiziert das Herbicide Resistance Action Committee (HRAC) Herbizide auf der Grundlage ihrer Wirkungsweise (mode of action, MoA). Im Jahr 2020 wurden Herbizide, die zuvor in die Klassen N und K3 eingeteilt waren, in die HRAC-Gruppe 15 umklassifiziert, die auf die Biosynthese sehr langkettiger Fettsäuren (VLCFA) abzielt. Während die molekularen Wirkorte der früheren Herbizideklasse K3 gut charakterisiert sind, ist die Wirkungsweise der Herbizide der Klasse N - insbesondere der Thiocarbamate - nach wie vor unbestätigt. In dieser Studie stellen wir die Hypothese auf, dass sulfoxidierte Thiocarbamate 3-Oxoacyl-CoA-Synthasen (Keto-Acyl-CoA-Synthasen, KCS), die kondensierenden Enzyme des VLCFA-Elongationskomplexes, hemmen. Um dies zu testen, analysieren wir RNA-Seq-Daten von Keimlingen verschiedener Unkrautarten, um in Keimlingen exprimierte KCS-Isoformen zu identifizieren und auszuwählen. Diese Kandidaten werden in Saccharomyces cerevisiae heterolog exprimiert, und die manipulierten Hefestämme werden mit sulfoxidierten Thiocarbamaten behandelt. Die VLCFA-Profile werden anschließend mit Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) untersucht. Die Aufklärung des Wirkmechanismus von Thiocarbamaten verbessert die Klassifizierung von Herbiziden und ermöglicht ein effektiveres Resistenzmanagement in der landwirtschaftlichen Praxis.
Projektbearbeitung:
- Dr. Rebecka Dücker (Koodination)
- Mohit Mahey (Gastwissenschaftler der Michigan State University)
Förderung:
