Почвенный гриб Mortierella alpina производит природные пестициды против нематод

Исследователи из Йены впервые расшифровали механизм действия биологически активных молекул — мальпининов, которые производит почвенный гриб Mortierella alpina. Эти соединения могут стать экологичной альтернативой химическим пестицидам для защиты растений от паразитических червей-нематод. Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society.

Проблема химических пестицидов и природное решение

Сельское хозяйство страдает от нематод, повреждающих корни растений. Для борьбы с ними традиционно используют химические пестициды, которые критикуют за потенциальный вред почве и воде. Почвенный гриб Mortierella alpina, обитающий в умеренных и холодных регионах, естественным образом производит поверхностно-активные природные продукты — мальпинины, затрудняющие жизнь хищным нематодам.

Как действуют мальпинины

Учёные исследовали действие мальпининов на модельных нематодах с помощью флуоресцентной микроскопии и рамановской спектроскопии.

• Целевое накопление: Мальпинины специфически накапливаются в пищеварительном тракте червей.
• Механизм воздействия: Нематоды не погибают мгновенно, но перестают питаться, что приводит к их медленному, но эффективному контролю.

Ключевая структурная особенность

Биологическая активность мальпининов обусловлена их уникальной химической структурой, в частности, наличием необычной аминокислоты дегидробутирина.

• Реакционная способность: Дегидробутирин обладает реакционноспособной двойной связью, которая может взаимодействовать с молекулами, важными для функции кишечника нематоды. Это может нарушать ферментативные процессы или ухудшать структуру мембран.
• Экспериментальное подтверждение: Варианты мальпининов, в которых эта аминокислота была заменена на менее реакционноспособную структуру, полностью теряли свою эффективность против червей.

Перспективы для устойчивого сельского хозяйства

Мальпинины могут стать экологически чистой альтернативой химическим пестицидам, особенно учитывая, что грибы рода Mortierella часто ассоциированы со здоровой почвой и уже используются в биотехнологии (например, для производства детского питания).

«Чтобы безопасно и эффективно использовать Mortierella в сельском хозяйстве, нам сначала нужно лучше изучить этот гриб», — подчеркивает соавтор работы Йоханнес Расбах из Института фармации Университета Фридриха Шиллера в Йене.