10.11.2015

О чём рассказывает запах свежескошенной травы
В последние годы запах скошенной травы считался способом, при помощи которого растение сигнализирует о бедствии, но новое исследование позволяет утверждать, что этот аромат также призывает на помощь полезных насекомых.

– Когда у растения появляется потребность в защите, оно сигнализирует об этом окружающей среде при помощи выделения летучих органических соединений, которые распознаются осами в качестве сигнала к возможности посещения растения и откладывания яиц в насекомых-вредителей, – объясняет доктор Майкл Коломиец, исследователь фитопатолог из Колледж-Стейшн.

По словам профессора Коломиеца, чья статья была опубликована в журнале «The Plant Journal», данное исследование связано с изучением функции большого семейства молекулярных сигналов на основе липидов, которые регулируют дифференциальные процессы в организме человека, животных и растений. Министерство сельского хозяйства США предоставило профессору Коломиецу грант в $ 490 000 на 2015 год для изучения того, как данные сигналы могут повлиять на засухоустойчивость.

Профессор отмечает, что молекулярные сигналы растений гораздо менее понятно, чем аналогичные сигналы животных и человека.

– Люди принимают определенные лекарства, такие как аспирин, чтобы подавить активность этих сигналов, потому что перепроизводство подобных молекул может привести к головной и другим видам боли и всевозможным расстройствам, – отмечает профессор Коломиец. – Растения продуцируют эту же группу метаболитов, но мы так мало знаем о них.

Тем не менее, растение действительно «общается» при нападении – будь то лезвие газонокосилки или жвала хищного насекомого – производя защитные белки и вторичные метаболиты для того, чтобы либо отпугнуть вредителя, либо сделать себя менее аппетитным. Что происходит сразу после этого, как раз и пытаются выяснить учёные.

Наиболее хорошо охарактеризованная сигнальная молекула на основе жирных кислот, получила называние жасмоновой кислоты, так как она была впервые выделена в виде летучего вещества у жасмина. Жасмоновая кислота это, возможно, одна из 600 оксилипиновых молекул, найденных в растениях и, как известно, обладающих различными функциями. Еще одна группа летучих веществ, получаемых из жирных кислот, известна, как летучие вещества зеленых листьев.

Чтобы выяснить, как они функционируют в растении во время нападения насекомых, Коломиец и его команда использовали мутировавшую кукурузу, которая не могла производить летучие вещества зеленых листьев, которые отвечают за запах свежескошенной травы, появляющийся при покосе.

И именно тогда учёные заметили, что паразитические осы не обращают внимания на растения без летучих веществ зеленых листьев.

– Фактически, эта молекула выполняет две роли, – рассказывает профессор. – Во-первых, она активирует гормон жасмонат, который включает в себя активацию защиты от насекомых, находящихся на растении. Затем эта молекула, поскольку она является летучей, привлекает паразитических ос. Они прилетают к растению, которое страдает от поедания травоядными насекомыми, и откладывают яйца в тела гусениц.

Учёным удалось доказать, что при удалении этих летучих веществ, растение перестает привлекать паразитических ос, даже если насекомые продолжают грызть листья. Так что это летучие вещества требуется для привлечения паразитоидов. Мы представили генетические доказательства того, что летучие вещества зеленых листьев выполняют двойную функцию – в растении они активизируют производство инсектицидных соединений, но и у них есть косвенная обороноспособность, потому что они посылают сигнал SOS, привлекающий ос наездников.

Профессор Коломиец протестировал данное явление и в лаборатории, и в полевых условиях.

– Нам не пришлось устраивать искусственное заражение, потому что у нас было множество насекомых, – рассказывает он. – Мы обнаружили, что даже в полевых условиях при большом количестве насекомых, растения были более восприимчивы к повреждениям насекомыми, когда у них не было летучих веществ.

Профессор Коломиец надеется продолжить своё исследование, и выяснить влияние присутствия жасмоновых и зеленых летучих веществ в других травянистых культур, таких как сорго.

– Это всего лишь верхушка айсберга. Мы обнаружили, что этот ген необходим для множества других физиологических процессов, таких как устойчивость к засухе, – признаётся он. – Мы заметили, что мутантные растения восприимчивы к засухе также как и подвержены атакам насекомых. Мы пытаемся определить точную функцию летучих соединений зеленых листьев в засухоустойчивости, и выяснить то, как это работает.

Такие выводы помогут селекционерам в выведении новых сортов, которые будут более устойчивы к насекомым и засухе.

Источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

6 + 3 =