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The Effects of Herbicides Targeting Aromatic and Branched Chain Amino Acid Biosynthesis Support the Presence of Functional Pathways in Broomrape.

芳香族および分岐鎖アミノ酸生合成を標的とする除草剤の効果は、ヤセイカナビキソウにおける機能的な経路の存在を支持する (機械翻訳の邦題)

Frontiers in plant science2017Dor E, Galili S, Smirnov E, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2017
出典
doi.org
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有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
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公開

日本語要約(機械生成)

ヤセイカナビキソウ(Phelipanche aegyptiaca)は宿主からアミノ酸を含む栄養を全て得る絶対寄生植物であるが、芳香族および分岐鎖アミノ酸生合成を標的とする除草剤が本寄生植物を防除できる理由は不明であった。本研究では、イマザピックとグリホサートの作用機序を解明し、本寄生植物が独自のアミノ酸生合成機構を持つかを検証した。宿主を介した間接影響を排除するため、P. aegyptiacaのカルスを用いた。イマジノリノン耐性トマトを用いた実験で、イマザピックは処理植物の葉から根に付着した寄生植物へ移行し、寄生植物を防除した。両除草剤はカルスの成長を阻害し、遊離アミノ酸含量を変化させた。ゲノム解析により、EPSPSとALSのホモログが各1コピー存在し、タンパク質レベルでシロイヌナズナと約78%および75%の相同性を示した。さらに、P. aegyptiacaのカルスと開花シュートでEPSPSとALSの活性を初めて確認し、それぞれグリホサートとイマザピックにより阻害された。これにより、寄生植物組織でのアミノ酸欠乏を引き起こし、寄生植物を死に至らしめることが示され、P. aegyptiacaがALSとEPSPSの活性を通じて分岐鎖および芳香族アミノ酸を合成できることが示唆された。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

It is not clear why herbicides targeting aromatic and branched-chain amino acid biosynthesis successfully control broomrapes-obligate parasitic plants that obtain all of their nutritional requirements, including amino acids, from the host. Our objective was to reveal the mode of action of imazapic and glyphosate in controlling the broomrape Phelipanche aegyptiaca and clarify if this obligatory parasite has its own machinery for the amino acids biosynthesis. P. aegyptiaca callus was studied to exclude the indirect influence of the herbicides on the parasite through the host plant. Using HRT - tomato plants resistant to imidazolinone herbicides, it was shown that imazapic is translocated from the foliage of treated plants to broomrape attachments on its roots and controls the parasite. Both herbicides inhibited P. aegyptiaca callus growth and altered the free amino acid content. Blasting of Arabidopsis thaliana 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) and acetolactate synthase (ALS) cDNA against the genomic DNA of P. aegyptiaca yielded a single copy of each homolog in the latter, with about 78 and 75% similarity, respectively, to A. thaliana counterparts at the protein level. We also show for the first time that both EPSPS and ALS are active in P. aegyptiaca callus and flowering shoots and are inhibited by glyphosate and imazapic, respectively. Thus leading to deficiency of those amino acids in the parasite tissues and ultimately, death of the parasite, indicating the ability of P. aegyptiaca to synthesize branched-chain and aromatic amino acids through the activity of ALS and EPSPS, respectively.

DOI 10.3389/fpls.2017.00707

PMID 28523011

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