Запах скошенной травы — сигнал SOS для защиты от насекомых
Новое исследование показало, что характерный запах скошенной травы — это не просто сигнал бедствия растения, но и призыв о помощи для полезных насекомых.
"Когда растению нужна защита, оно сигнализирует окружающей среде, испуская летучие органические соединения. Это служит сигналом для паразитических ос прилететь к атакуемому растению и отложить яйца в тело насекомого-вредителя", — пояснил доктор Майкл Коломиец, фитопатолог из Texas A&M AgriLife Research.
Исследование, опубликованное в The Plant Journal, сосредоточено на функции большого семейства липидных молекулярных сигналов, регулирующих различные процессы у людей, животных и растений.
В 2015 году Министерство сельского хозяйства США выделило Коломиецу грант в размере $490 000 на изучение того, как эти сигналы могут влиять на засухоустойчивость.
Когда растение подвергается атаке (будь то лезвие газонокосилки или челюсти насекомого), оно производит защитные белки и вторичные метаболиты, чтобы отпугнуть вредителя. Учёные пытаются понять последующие этапы этого процесса.
Наиболее изученной молекулой среди сигналов, производных от жирных кислот, является жасмоновая кислота (впервые выделенная из жасмина). Другая группа летучих веществ, производных от жирных кислот, известна как зелёные листовые летучие вещества (green leaf volatiles) — они и создают запах скошенной травы.
Для проверки их функции команда использовала мутантное растение кукурузы, которое не могло производить эти летучие вещества.
Ключевое наблюдение: паразитические осы не обращали внимания на растения без зелёных листовых летучих веществ.
"У этой молекулы фактически две роли, — говорит Коломиец. — Во-первых, она активирует гормон жасмонатного пути, что включает защиту от насекомых в самом растении. Во-вторых, будучи летучей, эта молекула привлекает паразитических ос... Мы предоставили генетические доказательства, что зелёные листовые летучие вещества обладают этой двойной функцией".
Эксперименты проводились как в лаборатории, так и в полевых условиях. Было обнаружено, что даже в поле, при достаточном давлении насекомых, растения, лишённые этих летучих веществ, более уязвимы к повреждениям.
Исследователи также наблюдали, что мутантные растения более восприимчивы не только к насекомым, но и к засухе. Учёные планируют продолжить работу, изучая роль жасмонатов и зелёных листовых летучих веществ в других злаковых культурах, например, в сорго.
"Это лишь верхушка айсберга. Мы обнаружили, что этот ген необходим для многих физиологических процессов, таких как устойчивость к засухе", — отметил Коломиец.
Такие открытия могут помочь селекционерам в выведении новых сортов растений, более устойчивых к насекомым и засухе.