Остатки гербицидов в почве влияют на уровень гормонов у сельскохозяйственных растений

Новое исследование показывает, что остатки глифосата в почве влияют на фитогормоны в надземных частях растений. Постдокторант, финансируемый Академией Финляндии, доктор Бенджамин Фукс изучает влияние остатков гербицидов в почве на физиологию растений и химическую экологию взаимодействий растений и насекомых.

Глифосатсодержащие гербициды широко используются для уничтожения сорняков перед посевом сельскохозяйственных культур. Предполагалось, что глифосат быстро разлагается в почве и не оказывает или оказывает пренебрежимо малое влияние на культурные растения. Однако остатки гербицидов всё чаще обнаруживаются в почвах с сельскохозяйственной историей по всему миру, в то время как здоровье почвы и устойчивость растений снижаются.

Исследователи провели эксперимент, в котором протестировали влияние почвенных глифосатсодержащих гербицидов на уровень фитогормонов у трёх важных сельскохозяйственных культур: овса, картофеля и клубники. Фитогормоны — это небольшие молекулы с важной сигнальной функцией, регулирующие рост, цветение, старение и реакции на стрессоры, такие как засуха, повреждения или инфекции. Кроме того, они участвуют в тонкой настройке реакции растений на питание фитофагов, в частности, в выработке соединений, которые помогают растениям отпугивать вредителей.

Глифосат ингибирует специфический фермент в шикиматном пути, необходимом для биосинтеза незаменимых ароматических аминокислот у растений. Анализ растительных образцов на различные фитогормоны (в сотрудничестве с исследователями из Чешской академии наук) показал, что у растений овса, растущих в почве с минимальными концентрациями остатков глифосата, снижен уровень фитогормонов, производных от тех самых ароматических аминокислот, на которые нацелен глифосат. Удивительно, но это сочеталось с меньшим повреждением растений фитофагами, что указывает на усиление защитных признаков растений.

Эти результаты, опубликованные в Frontiers in Plant Science, демонстрируют скрытое влияние повсеместно распространённых остатков агрохимикатов на фитогормоны и взаимодействия растений и фитофагов. В масштабах сельскохозяйственных полей эти эффекты могут влиять на структуру биоразнообразия насекомых, как подчёркивают доктор Фукс и его коллеги в статье-мнении, опубликованной в Trends in Plant Science.

В отличие от овса, растения картофеля реагировали на остатки гербицидов в почве повышением уровня стрессовых фитогормонов и усилением роста, в то время как растения клубники практически не реагировали на остатки гербицидов. Это показывает, насколько специфичными для вида растений могут быть реакции на остатки глифосата в почве.

Это исследование — первый индикатор того, что остатки гербицидов в почве могут вмешиваться в биохимические процессы растений, определяющие их реакции на биотическую и абиотическую среду.

«В масштабах крупных сельхозугодий эти изменения могут определять не только взаимоотношения растений с фитофагами, но и, вероятно, изменять отношения с полезными насекомыми, такими как хищники или опылители, что может повлиять на важнейшие экосистемные услуги», — говорит доктор Бенджамин Фукс.