Грибы-союзники: как эндофиты помогают елям бороться с почковым червём
Исследование Университета Альберты показывает, как деревья и грибы объединяются для защиты от насекомых — этот союз может помочь создать более устойчивые леса.
Эндофиты — микроорганизмы (бактерии и грибы), живущие в тканях белой ели, — помогают дереву защищаться, производя токсичные соединения, которые отпугивают или убивают восточного елового почкового червя.
Работа даёт «чёткое, подробное объяснение» того, как грибы защищают дерево от этого насекомого-вредителя.
«Это открытие представляет собой большой шаг вперёд в понимании естественной устойчивости к вредителям у белой ели и, потенциально, у всех хвойных пород».
Исследователи собрали хвою взрослых белых елей, идентифицировали грибы с помощью секвенирования ДНК и вырастили некоторые из них в лаборатории. Они также инокулировали сеянцы ели смесью грибных эндофитов, чтобы проверить, изменят ли эти сообщества химическую защиту деревьев.
Результаты показали, что грибные эндофиты помогают деревьям защищаться двумя способами: усиливая естественную защиту дерева и напрямую борясь с насекомым.
- Эндофиты усиливают химическую защиту дерева, увеличивая выработку терпенов — метаболитов, помогающих запустить химическую защиту от заражения, а также других природных соединений, отпугивающих насекомых.
- Сами грибы производят токсичные вещества (через свои ткани или летучие органические соединения), которые могут напрямую вредить или убивать личинок почкового червя.
Результаты подтверждают «Гипотезу растительного партнёрства», разработанную и проверенную авторами исследования. Согласно ей, грибы помогают производить химические вещества, повышающие устойчивость растения к вредителям. Взамен грибы получают пользу, живя внутри растения и потребляя его питательные вещества.
«Мы показали, что грибные эндофиты — не просто пассивные пассажиры; они эволюционировали вместе с растением, поддерживая друг друга способами, которые повышают выживаемость дерева, особенно в борьбе с насекомыми».
Это открытие открывает новые исследовательские пути и промышленный потенциал для использования данного союза в защите лесов и контроле насекомых-вредителей.
«Это может привести к разработке более естественных и устойчивых стратегий защиты лесов от вспышек почкового червя, потенциально снижая смертность деревьев без сильной зависимости от химических пестицидов».
Знание о том, что конкретные эндофиты могут усиливать защиту деревьев, открывает возможности для отбора, селекции или инокуляции деревьев полезными грибными партнёрами.
«Это может привести к созданию более здоровых лесов, устойчивых к давлению вредителей».
Полученные данные также могут помочь в контроле популяций других насекомых-вредителей у экономически и экологически важных хвойных видов. В лаборатории уже проводятся аналогичные эксперименты на сосне скрученной против горного соснового лубоеда.
Исследование опубликовано в журнале Plant, Cell & Environment.