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花园可以是一个竞争激烈的环境。植物和土壤中看不见的微生物都需要宝贵的生长空间。为了获得这个空间，微生物可能会生产和使用杀死其植物竞争者的化学物质。但微生物也需要免疫毒药。
通过寻找微生物中的保护屏，特别是可以制造它的基因，加州大学洛杉矶分校的工程师和科学家团队发现了一种新的，可能是高效的杂草杀手。这一发现可能导致30多年来第一批新的商业除草剂，这是一种重要的结果，因为杂草继续对目前的除草剂方案产生抗药性。
该研究小组利用一种结合了数据科学和基因组学的技术，通过搜索数千种真菌的基因，找到了可以提供抗真菌毒物免疫力的新型除草剂。这种方法被称为“抗性基因 -定向基因组挖掘”。
这项研究发表在“自然”杂志上，也指出了这种基因组学驱动方法可能用于医学，应用范围从新的抗生素到先进的抗癌药物。
“微生物在保护自己免受杀死敌人的强效分子方面非常聪明，”该研究的联合首席研究员，加州大学洛杉矶分校化学与生物分子工程，化学与生物化学教授Yi Tang说。“这些抗性基因的存在提供了分子功能的窗口，并且可以让我们发现这些分子，并将它们应用于人类健康和农业的各种应用。”
例如，如果发现保护微生物免受抗菌产物侵害的抗性基因，则微生物也可能具有产生相同抗菌化合物的基因。这一发现可能会导致新的抗菌药物。
新的除草剂通过抑制植物生存所必需的酶的功能起作用。该酶是制造必需氨基酸的重要代谢途径中的关键催化剂。当该途径被破坏时，植物死亡。
该途径不存在于哺乳动物中，包括人类，这就是为什么它已成为除草剂研究和开发的共同目标的原因。新的除草剂在途径的不同部分上比当前的除草剂起作用。使用它的商业产品需要更多的研究和监管批准。
“这项工作的一个令人兴奋的方面是，我们不仅发现了一种新的除草剂，而且还发现了它在植物中的确切目标，开启了改变作物对基于这种除草剂的商业产品具有抗性的可能性，”研究共同负责人说。研究员Steven Jacobsen是加州大学洛杉矶分校学院的分子，细胞和发育生物学教授，也是霍华德休斯医学研究所的研究员。“我们希望与大型农用化学品公司合作，进一步发展这一有希望的领先优势。”
为了证实新除草剂的功效，加州大学洛杉矶分校团队在一种名为拟南芥的实验室研究中使用的常见植物上测试了真菌产生的产品。在实验中，产品在喷洒后杀死植物。研究人员还将来自真菌的抗性基因植入拟南芥基因组中。植入其中的抗性基因的植物对除草剂具有免疫力。
“除草剂抗性杂草的出现阻碍了所有使用的除草剂类别;事实上，在过去的30年里，还没有一种新型商品化，”加州大学洛杉矶分校化学工程研究生颜燕说。论文。“我们认为这种新的，强大的除草剂 - 与对其免疫的作物相结合 - 将成为克服杂草抗性的紧迫努力的补充。”
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