Доказано, что ментолоподобное соединение усиливает экспрессию генов, которые защищают виды сельскохозяйственных культур от атаки вредных насекомых

Хотя растения могут показаться сторонним наблюдателям довольно неактивными, на самом деле они способны посылать друг другу сигналы об угрозах в их локальной среде. Эти сигналы принимают форму переносимых по воздуху химических веществ, называемых летучими органическими соединениями (ЛОС).

Биологи обнаружили, что разнообразный класс химических веществ, терпеноиды, играет важную роль в качестве переносимых по воздуху сигналов опасности.

В последние годы ученые пришли к выводу: способность этих химических сигналов усиливать защитные механизмы растений может сделать их полезными инструментами борьбы с вредителями в сельском хозяйстве и садоводстве.

Одним из таких ученых является профессор Дженитиро Аримура из Токийского университета науки, Япония.

Профессор Аримура отмечает, что «развитие сельскохозяйственных технологий до настоящего времени в значительной степени зависело от использования пестицидов и химических удобрений, что привело к загрязнению окружающей среды и разрушению экосистем. Как зеленая альтернатива пестицидам, сигнальные молекулы терпеноидов помогут фермерам продолжить производство жизненно важных продуктов питания, уменьшая связанные с этим экологические издержки».

Профессор Аримура и его коллеги решили исследовать терпеноидное соединение ментол, получаемой из листьев мяты.

Цель проекта заключалась в разработке соединений, структурно похожих на ментол, но улучшающих способность ментола активировать иммунную систему растений.

Поэтому ученые экспериментировали с химической модификацией ментола путем присоединения аминокислот, представляющих собой структурно разнообразный набор соединений, которые живые клетки используют для создания белков. Всего они синтезировали шесть различных производных ментола с присоединенными аминокислотами.

Затем ученые протестировали полученные производные ментола, чтобы увидеть, могут ли модифицированные соединения превзойти немодифицированный ментол в активации защитных механизмов растений. Для этого они обрабатывали листья сои ментолом или одним из шести производных ментола и проследили динамику после 24 воздействия.

Одно из модифицированных соединений превзошло ментол и получило название валина-ментилового эфира, сокращенно «мент-Вал».

Исследователи обнаружили, что однократное опрыскивание листьев сои раствором ment-Val усиливало экспрессию генов, связанных с защитой, на три дня, а второе опрыскивание на четвертый день снова повышало экспрессию этих генов.

Эти данные и последующие опыты показали, что мент-Вал может обеспечить устойчивую борьбу с вредителями для фермеров, выращивающих сою, горох, табак, салат и кукурузу.

Препарат оказался довольно стабильным в различных условиях, то есть соединение не теряло эффективности из-за разложения во время хранения. Аримура подал заявку на патент на использование мент-Вала в качестве средства защиты растений и прогнозирует, что коммерциализация «принесет миллиарды иен экономической выгоды за счет его использования компаниями, работающими в области садоводства и сельского хозяйства.

(Источник: www.eurekalert.org).