Ароматическое соединение снижает последствия засухи и повышает продуктивность томатов
Томатные растения выделяют аромат для защиты от бактериальных атак. Это летучее соединение — гексенилбутират (HB). Исследователи из Института молекулярной и клеточной биологии растений (IBMCP), совместного центра Политехнического университета Валенсии (UPV) и Высшего совета по научным исследованиям Испании (CSIC), обнаружили, что его механизм действия является новым, поскольку он работает независимо от классического гормона, участвующего в процессе закрытия устьиц (абсцизовой кислоты).
Это позволяет защищать растения от таких угроз, как засуха или патогены, угрожающие урожаю. Работа опубликована в журнале Horticulture Research.
«Учитывая важность контроля устьиц при водном стрессе, обработка HB смягчает симптомы, вызванные засухой, и повышает продуктивность таких культур, как томат. Поэтому в условиях сильной засухи, которую мы сейчас переживаем в Испании, разработка подобных соединений — это прорыв для решения этой ситуации», — говорит Пурификасьон Лисон, исследователь IBMCP и профессор кафедры биотехнологии Школы сельскохозяйственного инженеринга и окружающей среды (ETSIAMN) UPV.
Среди других преимуществ команда UPV и CSIC отмечает, что соединение HB повышает устойчивость к болезням, проникающим через устьица. В случае томатов его использование защищает от Pseudomonas syringae. Эта бактерия наносит значительный ущерб, особенно в холодную и влажную погоду, делая плоды непригодными для продажи.
Команда IBMCP также продемонстрировала эффективность HB для других культур, например, картофеля, где он повысил устойчивость к Phytophthora infestans. Этот паразит вызывает заболевание, известное как фитофтороз, которое приводит к значительным потерям урожая.
Для изучения механизма действия HB команда IBMCP использовала различные стратегии:
- Генетическую — с использованием мутантов биосинтеза специфических молекул.
- Фармакологическую — с экзогенной обработкой ингибиторами возможных задействованных процессов.
- Биохимическую — через анализ для обнаружения фосфорилирований.
- Транскриптомную — с использованием новых технологий массового секвенирования (RNAseq), которые позволяют понять механизмы репрограммирования обработанных растений на уровне мРНК.
«Наши результаты подтверждают использование HB в качестве биологически активного природного соединения для более устойчивого сельского хозяйства. В настоящее время на рынке нет альтернативных продуктов, способных индуцировать закрытие устьиц», — добавляет Мª Пилар Лопес Греса, также исследователь IBMCP (CSIC-UPV) и профессор кафедры биотехнологии ETSIAMN-UPV.
Поскольку закрытие устьиц участвует в большом количестве процессов в растении, команда IBMCP исследует новые применения HB, такие как:
- Синхронизация цветения.
- Индукция цветения и завязывания плодов.
- Стимулирование созревания.
Помимо этого, соединение можно использовать для борьбы с засухой, бактериями или паразитами.