Зеленые и сочные листья вигны китайской (или коровьего гороха) очень любят гусеницы, но растение научилось давать отпор прожорливым вредителям, и вот как это происходит

Естественная защита растений от гусениц – природный механизм, включающий разные способы действия - от выделения химических веществ, привлекающих хищников-охотников на гусениц, до соединений, которые делают вкус растения настолько отвратительным, что отчаявшиеся вредители прибегают к каннибализму. Но ученые пока что мало знают о том, как именно растения обнаруживают эти атаки и выстраивают оборону.

В статье, опубликованной 23 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences, группа ученых, возглавляемая учеными Вашингтонского и Калифорнийского университета в Сан-Диего, сообщает, что коровий горох - один из видов бобовых растений - имеет рецепторы на поверхности их клеток, которые могут обнаруживать характерное соединение в слюне гусениц и инициировать защиту.

«Несмотря на химический контроль, потери урожая из-за вредителей и болезней обычно составляют от 20 до 30% во всем мире. Тем не менее, многие растения обладают естественной устойчивостью или иммунитетом к конкретным вредителям, - пишет ведущий автор Адам Стейнбреннер, доцент кафедры биологии Вашингтонского университета. - Наши открытия являются первыми, где идентифицируется механизм иммунного распознавания, включающий тревогу против жевательных насекомых».

Рецептор представляет собой белок, известный под аббревиатурой INR.

Команда доказала, что в ответ на раны листьев и присутствие белкового фрагмента, специфичного для слюны гусениц, белок INR вигны увеличивает выработку этилена, гормона, который растения часто вырабатывают в ответ на жевание травоядными животными и другие типы стресса из окружающей среды.

Фрагмент белка в слюне гусеницы, вызывающий этот ответ, Vu-IN, на самом деле является фрагментом белка вигны, который расщепляется гусеницей, когда она питается коровьим горохом.

Чтобы узнать больше клеточных подробностей о функции INR, ученые внедрили ген INR в растения табака.

Оказалось, что растения табака при воздействии Vu-IN увеличили производство этилена, а также активные формы кислорода, еще одно средство защиты от травоядных, состоящее из химически активных форм кислорода.

Кроме того, эксперименты группы показали, что гусеницы совки, питающиеся табаком, меньше потребляли растений с INR, чем контрольные.

Ученые отмечают, что такие растения, как вигна, бьют тревогу только после того, как их клетки обнаруживают определенные молекулы, связанные с травоядными. Vu-IN - это триггер для защиты вигны. Вероятно, и у других культур есть свои молекулярные триггеры для их собственных защитных систем.

Понимание того, как растения активируют свою иммунную систему, поможет разработать более эффективные стратегии защиты сельскохозяйственных культур от насекомых вредителей.

(Источник: www.eurekalert.org. На фото: гусеница совки на табаке. Автор фото: Адам Стейнбреннер / Вашингтонский университет).