揭示了植物糖的分布和生理作用

2022年1月12日整理发布：对于受 Orobanche 或 Striga 影响的总面积没有可靠的全球数据。然而，在地中海和西亚地区，估计有 1600 万公顷土地“面临”奥罗班奇袭击的风险。非洲独脚金的相应数字为 4400 万公顷，而玉米、珍珠粟和高粱的总收入损失接近 29 亿美元。最近的数据表明，非洲有 5000 万公顷和 3 亿农民受到独脚金物种的影响，损失达 70 亿美元。

寄生杂草很难控制，因为它们是专性寄生虫。一种潜在的控制方法是使用特定于根部寄生杂草的生长调节剂。了解根寄生杂草生命周期中发生的生理机制对于确定特定的生长调节剂靶标至关重要。

Planteose(一种储存碳水化合物)代谢是根部寄生杂草控制的可能目标。在之前的一项研究中，Atsushi Okazawa 副教授和他的合作者发现，在小红花萌发的种子中感知到独脚金内酯(一种刺激植物分枝和共生丛枝菌根真菌生长的植物激素)后，植物糖代谢被激活。野尻霉素(α-糖苷酶的强效抑制剂)抑制植物糖代谢并阻碍小红花的种子萌发，表明植物糖代谢是控制根部寄生杂草的可能目标。

在最近的一项研究中，位于大阪府立大学的这组科学家研究了小红花种子萌发过程中的 α-半乳糖苷酶 (AGAL) 活性。他们还使用基质辅助激光解吸/电离质谱成像研究了干燥种子中的植物糖分布。

在胚胎周围的组织中发现了植物糖，但不在胚胎内部，这表明它可能具有储存碳水化合物的作用。α-半乳糖苷酶家族成员 OmAGAL2 的生化实验和分子表征表明，在感知独脚金内酯后，该酶参与胚胎周围质外体中的植物糖水解，从而为胚胎提供发芽所需的己糖。这些结果表明OmAGAL2是根部寄生杂草控制的潜在分子靶点。

获得的两个碎片离子的质谱图像几乎相同，表明这些碎片离子均来自单一来源植物。作者还提供了视觉辅助材料，证明植物糖分布在小红花干种子的胚乳、外胚乳和种皮中，这与其作为储存碳水化合物的作用相吻合。

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