Картофель защищает листья при атаке на клубни
Растения картофеля усиливают химическую защиту в листьях, когда личинки гватемальской картофельной моли питаются их клубнями. Это открытие сделали исследователи из Института Бойса Томпсона (BTI).
Хотя такая реакция может показаться нелогичной, она защищает растение от листогрызущих вредителей. Это позволяет картофелю поддерживать производство сахаров и продолжать наращивать клубни даже во время заражения личинками моли. Исследование под руководством профессора BTI Георга Яндера и Катьи Поведы, доцента энтомологии Корнеллского университета, опубликовано в журнале Oecologia.
Специализированный вредитель
Гватемальская картофельная моль (Tecia solanivora) — серьёзный вредитель в Колумбии и других регионах выращивания картофеля. Сильное заражение её личинками может уничтожить весь урожай. Однако у колумбийского коммерческого сорта pastusa suprema наблюдается эффект перекомпенсации: если повреждён всего один клубень, растение направляет больше ресурсов в остальные.
Перекрёстная защита "снизу вверх"
Учёные исследовали, как атака личинок моли на клубни под землёй влияет на защиту листьев против двух наземных вредителей: совки-ипсилон (Spodoptera exigua) и кукурузной листовой совки (Spodoptera frugiperda).
В ходе 8-дневного эксперимента они выращивали личинок моли на одном клубне растения, а затем анализировали образцы листьев и клубней. Оказалось, что повреждённые клубни посылают в листья сигнал тревоги, активируя в них защитные реакции.
Химический ответ листьев
У растений с заражёнными клубнями в листьях повысился уровень защитных соединений:
Личинки совок, которых кормили такими листьями, набирали меньше веса по сравнению с личинками, питавшимися листьями незаражённых растений. Эта реакция помогает растению сохранить здоровые листья с высоким уровнем фотосинтеза, чтобы перекомпенсировать потерю клубней.
Односторонний эффект
Обратный защитный эффект не сработал. Личинки картофельной моли не пострадали, питаясь клубнями растений, чьи листья были повреждены совкой. По мнению Яндера, личинки Tecia высокоспециализированы для питания картофелем и, вероятно, просто устойчивы к любой защите клубней, активируемой в ответ на повреждение листьев.
Будущие исследования
Соединения в слюне насекомого, которые запускают сигнал тревоги в клубнях, пока неизвестны. В будущем учёные планируют:
- Определить эти специфические соединения.
- Изучить сигнальные пути растения, передающие сигнал от клубней к листьям.
Открытие этих соединений может иметь сельскохозяйственное применение. Их можно будет использовать для:
- Стимуляции роста более крупных клубней (имитация эффекта заражения молью).
- Усиления защитной реакции растений против листогрызущих насекомых.