Дикий цветок использует самосозданную «броню» для борьбы с болезнью

Установлено, что необычный дикий цветок, накапливающий металлы в листьях, использует их как своего рода «броню» против бактериальной инфекции.

Альпийская ярутка (Thlaspi caerulescens) — небольшое растение семейства капустных, растущее на богатых металлами почвах в Великобритании и Европе, например, на местах бывших рудников. Известно, что растение накапливает в листьях очень высокие концентрации цинка, никеля и кадмия, но причина этого оставалась загадкой.

Учёные из Оксфордского университета показали, что при накоплении металлов в листьях растения Thlaspi становятся устойчивыми к атаке бактерии Pseudomonas syringae pv. maculicola. Результаты опубликованы в журнале PLoS Pathogens.

«Наши результаты демонстрируют, что эти растения используют свою богатую металлами среду, чтобы защитить себя от болезней», — заявила соавтор работы доктор Гейл Престон. «Мы обнаружили прямую связь между высокими концентрациями металлов и устойчивостью к бактериальной инфекции».

Аспирантка Хелен Фоунс, проводившая эксперименты, выращивала растения Thlaspi на постепенно увеличивающихся концентрациях цинка, никеля и кадмия и показала, что все три металла способны защищать растение от патогенной бактерии. Изучая различные штаммы бактерии, она продемонстрировала тесную связь между способностью бактерий расти в присутствии высоких концентраций металла и их способностью заражать растения.

«Ранее было трудно объяснить, почему растения Thlaspi накапливают такие высокие концентрации потенциально токсичных металлов», — отметил со-руководитель исследования профессор Эндрю Смит. «Наши данные предоставляют веские доказательства того, что, накапливая металлы, эти растения получают усиленную защиту от врагов, таких как патогенные микроорганизмы и травоядные».

Исследователи также показали, что бактерии, выживающие на растениях Thlaspi на месте бывшего свинцово-цинкового рудника в Уэльсе, имели более высокую толерантность к цинку, чем бактерии с растений на обычных почвах. Это указывает на то, что и растение, и его патогены демонстрируют признаки локальной адаптации к выживанию в среде, богатой металлами, и что патогены могут адаптироваться, чтобы преодолеть защиту растений на основе металлов. Доктор Престон сказала: «Тяжёлые металлы могут быть частью эволюционной «гонки вооружений» между растениями и микроорганизмами, которые пытаются их колонизировать».