Нематоды - это крошечные вездесущие круглые черви, которые заражают корни растений, нанося ежегодно более 100 миллиардов долларов ущерба урожаю по всему миру. Новое исследование рассказывает, как растения общаются с этими вредителями, предоставляя им ложную информацию

Во главе с преподавателем Института Бойса Томпсона Фрэнком Шредером группа ученых исследовала химические вещества, называемых аскарозидами, которые черви производят и выделяют для связи друг с другом. В статье, опубликованной в Nature Communications, исследователи сообщают, что растения также «разговаривают» с нематодами, метаболизируя аскарозиды и выделяя метаболиты обратно в почву.

«Это похоже на то, как человек изучает иностранный язык, а затем передает ложные сведения на этом языке, чтобы обмануть слушателей. Например, что та или иная территория – опасное место. Аналогичным образом, растения пользуются системой коммуникации нематод, чтобы отогнать их», пишет Шредер.

Исследование, основанное на предыдущей работе команды, показало, что растения реагируют на ascr # 18 - преобладающий аскарозид, секретируемый заражающими растение нематодами, - усиливая собственную иммунную защиту.

В этих более ранних исследованиях «мы также видели, что, когда ascr # 18 давался растениям, химическое вещество со временем исчезало», поясняет ведущий автор Мурли Манохара.

Это наблюдение, наряду с опубликованной литературой, предполагающей, что растения могут модифицировать метаболиты вредных организмов, привело команду к гипотезе: «растения и нематоды взаимодействуют посредством передачи сигналов малыми молекулами и изменяют сообщения друг для друга».

Чтобы проверить эту идею, команда обработала три вида растений – резуховидку Таля, пшеницу и томат - с помощью ascr # 18 и сравнила соединения, обнаруженные в обработанных и необработанных растениях. Они идентифицировали три метаболита ascr # 18, наиболее распространенным из которых был ascr # 9.

Исследователи также обнаружили, что корни резуховидки и томатов выделяют три метаболита в почву и что смесь из 90% ascr # 9 и 10% ascr # 18, добавленная в почву, уводит нематоды от корней растения, тем самым снижая инфекцию.

Команда выдвинула гипотезу, что нематоды в почве воспринимают смесь как сигнал, посылаемый уже зараженными нематодами растениями, «уходить» и предотвращать перенаселение одного растения.

Черви могли эволюционировать, чтобы посылать этот сигнал. Растения, в свою очередь, тоже могли эволюционировать, чтобы подделать сигнал «слишком заражено», тем самым обманывая потенциальных захватчиков. Растения могут иметь схожие виды химической связи с другими вредителями, полагают ученые.

Смесь ascr # 9 и ascr # 18 может служить в качестве средства защиты растений, говорит Шредер, и не должно быть никакого вреда при прямом использовании ascr # 18 на культурах.

«Ascr # 18 в основном стимулирует растение быстрее и сильнее реагировать на патоген, а не полностью вызывает защитный ответ. Таким образом, не должно быть никаких затрат для растения с точки зрения снижения роста, урожайности и так далее», считает эксперт.

Команда также выяснила, что растения метаболизируют ascr # 18 через пероксисомальный путь β-окисления, систему, сохраняющуюся у многих видов растений.

«Эта работа раскрывает древнее взаимодействие. Все нематоды производят аскарозиды, и у растений были миллионы лет, чтобы научиться манипулировать этими молекулами. Растения - это не пассивные зеленые объекты. Они являются активными участниками интерактивного диалога с окружающей средой, и мы продолжим расшифровывать этот диалог», заключает Шредер.

(Источник: www.eurekalert.org).