Тля – известный всем вредитель, который наносит вред разным растениям из-за своего сокососущего поведения, что вызывает изменение цвета, скручивание листьев, пожелтение и задержку роста. Сахароза в растительном соке, или флоэме, помогает направлять насекомых к сокам растений и действует как стимулятор питания. Теперь китайские ученые проверяют теорию, можно ли опрыскивать растение ингибитором сладкого вкуса лактизолом, чтобы отвадить тлю.
Сахароза запускает реакцию питания тли через рецепторы, которые воспринимают сахар и передают эту информацию в нервную систему тли. Исследования рецепторов выявили их геномику, эволюцию и паттерны экспрессии. Так возможно ли манипулировать восприятием сахарозы, чтобы контролировать популяции тли?
Команда исследователей из Китая изучала роль рецепторов сахарозы у тлей и экспериментировала с коммерческим ингибитором сладкого вкуса, лактизолом, чтобы выяснить, может ли это химическое вещество изменить пищевое поведение тлей.
Ученые обнаружили, что лактизол действительно снижает потребление сахара тлями, сообщив о своих выводах в статье, опубликованной в журнале Journal of Economic Entomology .
Лактизол, который изначально получали из жареных кофейных зерен, используется для снижения интенсивных сладких привкусов в некоторых продуктах. Он может связываться с рецепторами сахара, тем самым снижая впечатление от сладости, и одобрен в качестве пищевой добавки многими странами и организациями для использования в желе, хлебе, джемах и многих других пищевых продуктах.
Лактизол подавляет сладкий вкус у человека, связываясь со специфическим карманом в трансмембранной области вкусового рецептора человека T1R3, который отвечает за обнаружение сахаров и подсластителей.
Данная научная работа является первым известным исследованием, в котором лактизол рассматривался как средство борьбы с вредителями и вещество для создания биорациональных инсектицидов.
Ученые исследовали роль лактизола в поведении при кормлении, добавляя его в искусственную диету, а также путем пропитывания корней и распыления на листья растений. Они использовали электропенетрограф для наблюдения за поведением при кормлении на проростках пшеницы, покрытых лактизолом. Колонии зеленой персиковой тли (Myzus persicae) и большой злаковой тли (Sitobion avenae) выращивались на проростках китайской капусты и пшеницы.
Для эксперимента с искусственной диетой ученые приготовили исходные растворы аминокислот, витаминов и микроэлементов, а также 20-процентный раствор сахарозы. Пятнадцать взрослых особей M. persicae или S. avenae были помещены в камеры для кормления, сделанные из слоев парафина на чашке Петри. Количество тлей, осевших на них, регистрировалось в течение 10 минут и 24 часов. Диеты содержали различные концентрации лактизола для определения его дозировочного воздействия на поведение тли.
В другом опыте для оценки предпочтений в еде и роста тли рассаду опрыскивали лактизолом. Затем вносили 15 взрослых тлей и регистрировали количество на каждом саженце. Для анализа активности тли ученые укореняли пропитанные водой рассады пшеницы или китайской капусты либо с контролем воды, либо с лактизолом. Через три дня тля была введена в каждое растение и удалена через день, оставив на листьях от шести до восьми нимф. Всех тлей собирали и взвешивали через шесть дней.
Исследователи обнаружили значительное сокращение числа тлей и нимф после искусственной диеты с добавлением лактизола, сокращение до одной или двух тлей или нимф по сравнению с двумя-пятью через 24 часа. Более высокие дозы лактизола также снижали рост тлей.
«Как M. persicae, так и S. avenae продемонстрировали пониженное предпочтение искусственной диете, содержащей лактизол, вероятно, потому, что лактизол связывался с их рецепторами сладкого вкуса и, таким образом, подавлял восприятие тлей сахарозы», пишут исследователи.
Однако перспектива лактизола как механизма борьбы с вредителями имеет проблему - он также подавляет рост растений при применении в качестве корневой подкормки.
«Будущие исследования должны повысить эффективность ингибиторов сладкого вкуса на насекомых, одновременно смягчая их неблагоприятное воздействие на рост растений, возможно, посредством синтеза производных лактизола или разработки новых ингибиторов сладкого вкуса», заключили авторы работы.
Источник: Journal of Economic Entomology. doi.org/10.1093/jee/toaf027
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.