Ученые расшифровали химическую защиту растений от сосущих цикадок
Исследователи из Института химической экологии Макса Планка открыли новый механизм, защищающий дикий вид табака (Nicotiana attenuata) от сосущих цикадок (Empoasca spp.). Результаты опубликованы в журнале Science.
Суть открытия
Ученые идентифицировали ранее неизвестное защитное вещество, ответственное за устойчивость табака к цикадкам, и гены его биосинтеза. Вещество получило аббревиатуру CPH (caffeoylputrescine-green-leaf-volatile compound).
Ключевые этапы исследования
- Полевые наблюдения (с 2004 года) показали, что растения с нарушенным сигнальным путем гормона жасмоновой кислоты подвергаются атакам цикадок.
- Генетический скрининг — скрещивание 26 различных природных линий табака и их высадка в естественной среде в Аризоне (США) для анализа повреждений от цикадок.
- Химический анализ выявил, что нестабильное вещество CPH является ключевым для постоянной резистентности.
- Биоинформатический анализ показал, что в синтезе CPH задействованы три метаболических пути.
- Реконструкция пути — ученые успешно воссоздали биосинтетический путь CPH в родственных растениях (конские бобы Vicia faba и томат Solanum chilense) и доказали его эффективность против цикадок.
Значение и перспективы
- Методология: Подход охарактеризован как «направленная генетика, управляемая естественной историей».
- Прикладное значение: Цикадки (особенно Empoasca fabae) наносят серьезный ущерб сельскохозяйственным культурам, высасывая соки и перенося вирусы. Их распространение усиливается из-за повышения температур.
- Дальнейшие исследования будут направлены на изучение регуляции синтеза CPH в естественных условиях.
Это фундаментальное исследование открывает путь к созданию культур с постоянной устойчивостью к вредителям в условиях меняющегося климата.