ข้าวโพดบางพันธุ์ที่เกิดขึ้นบนเกาะแอนติกาในทะเลแคริบเบียนป้องกันตัวเองด้วยการโจมตีทางเคมีที่ทำให้เยื่อบุลำไส้ของแมลงขาดรุ่งริ่งกินโดยประมาท หนอนพยาธิในฤดูใบไม้ร่วงกัดกินพืช แต่ข้าวโพดบางส่วนก็ต่อสู้กลับม. นิโควิช/น.ส. ม.รัฐเมื่อหนอนผีเสื้อทำผิดพลาดในการเคี้ยวข้าวโพดบางส่วน พวกมันจะไม่เติบโตได้ดี โดยมีน้ำหนักเพียงครึ่งหนึ่งของน้ำหนักที่กินข้าวโพดที่กินไส้น้อยเท่านั้น Dawn S. Luthe จาก Mississippi State University กล่าว ตอนนี้เธอและเพื่อนร่วมงานเสนอเหตุผลอย่างน้อยหนึ่งข้อว่าทำไม
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ต้นข้าวโพดที่ถูกโจมตีจะสะสมซีสเตอีนโปรตีเอสซึ่งเป็นเอนไซม์หั่นโปรตีนอย่างรวดเร็วรอบๆ บริเวณที่หนอนผีเสื้อเคี้ยว ในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences ที่กำลังจะมีขึ้น นักวิจัยได้รายงานการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์เกี่ยวกับสภาวะที่น่าเสียใจของอวัยวะภายในของแมลงที่ย่อยเนื้อเยื่อข้าวโพดที่เจือด้วยเอนไซม์
“เป็นเรื่องที่แปลกใหม่ดี” Clarence Ryan จาก Washington State University ใน Pullman ผู้เชี่ยวชาญด้านอาวุธประจำกายในโรงงานอีกคนให้ความเห็น แม้ว่าการป้องกันทางเคมีจะมีอยู่ทั่วไปในโลกของพืช แต่ Ryan กล่าวว่าเขาไม่เคยได้ยินมาก่อนว่าเอนไซม์ของชั้นนี้จะถูกนำไปใช้ในลักษณะนั้น
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
Luthe อธิบายว่าสารพิษจากBacillus thuringiensis (Bt) ซึ่งปัจจุบันถูกดัดแปลงอย่างแพร่หลายในพืชผลเชิงพาณิชย์ ยังโจมตีลำไส้ของแมลงด้วย แต่สารพิษบีทีสร้างความเสียหายต่างกัน เธอบอกว่าเอนไซม์ใหม่นี้ไม่ได้กำจัดแมลงเร็วพอที่จะทดแทนสารพิษบีที อย่างไรก็ตาม เธอคาดเดาว่าการผสมโปรตีเอสเข้ากับการป้องกันอื่นๆ อาจทำให้เกิดสารกำจัดศัตรูพืช ซึ่งแมลงจะต้านทานได้ยาก
ผู้เพาะพันธุ์ข้าวโพดรู้มานานแล้วเกี่ยวกับพลังการแคระแกร็นของหนอนผีเสื้อในสายเลือดแอนติกา พืชเหล่านี้ไม่แสดงเอนไซม์ในเมล็ดของมัน ผู้เขียนร่วมของรายงานฉบับใหม่ W. Paul Williams จากห้องทดลองของกระทรวงเกษตรสหรัฐในรัฐมิสซิสซิปปี้ ได้ใช้ข้าวโพดในโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวโพดแบบ nontransgenic แบบดั้งเดิม
เพื่อดูว่าอะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้แคระแกร็น Luthe, Williams และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้ศึกษาสารเคมีที่ปล่อยออกมาจากข้าวโพดพันธุ์ Antigua เมื่อหนอนผีเสื้อเริ่มเคี้ยวมัน โดยทั่วไปแล้วสารเคมีป้องกันข้าวโพดอื่นๆ จะแสดงขึ้นภายใน 8 ชั่วโมง แต่ซิสเทอีนโปรติเอสจะเพิ่มขึ้นในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมงและคงอยู่ที่ความเข้มข้นสูงเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งสัปดาห์
พวกเขาระบุยีนที่เข้ารหัสเอนไซม์นี้และใส่เข้าไปในข้าวโพดพันธุ์อื่น พวกมันเพาะเนื้อเยื่อข้าวโพดดัดแปรพันธุกรรมจำนวนมากที่เรียกว่าแคลลัส ซึ่งจากนั้นพวกมันก็เลี้ยงหนอนผีเสื้อ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนแบบส่องกราด ไส้ของหนอนผีเสื้อที่กินแคลลัสที่เสริมเอนไซม์นั้นมีรอยปริเล็กน้อย เครื่องในของหนอนผีเสื้อที่กินแคลลัสที่ไม่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมนั้นดูเรียบเนียน
นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งที่ศึกษาการป้องกันพืช Gary Felton จาก Pennsylvania State University ใน State College เรียกงานนี้ว่า “การสาธิตกลไกใหม่นี้อย่างสง่างาม”
Credit : เว็บตรง
