Защита современной кукурузы с помощью древних методов

Многие современные сельскохозяйственные культуры обладают высокой продуктивностью, но утратили способность производить некоторые защитные химические вещества, что делает их уязвимыми для атак насекомых и патогенов. Швейцарские учёные исследуют способы защиты кукурузы XXI века, возвращая ей химическое оружие предков.

Исследователи под руководством доктора Теда Терлингса (Университет Невшателя, Швейцария) обнаружили, что многие сорта современной кукурузы утратили способность производить химическое соединение E-β-кариофиллен. Это вещество обычно выделяется корнями традиционных предков современной кукурузы при атаке западного кукурузного жука. Химикат привлекает «дружественных» нематод из окружающей почвы, которые, в свою очередь, убивают личинок жука в течение нескольких дней.

Учёные использовали генетическую трансформацию, чтобы проверить, защитит ли восстановление выделения E-β-кариофиллена растения кукурузы от корневых червей. После введения гена из орегано трансформированные растения кукурузы стали постоянно выделять E-β-кариофиллен. В результате эти растения привлекали больше нематод и меньше страдали от заражения западным кукурузным жуком.

«Защита растений может быть прямой, например, выработкой токсинов, или косвенной, с использованием летучих веществ, привлекающих естественных врагов травоядных», — говорит ведущий учёный доктор Тед Терлингс.

Один из типов токсинов, которые растения кукурузы производят против врагов, — это класс химических веществ под названием бензоксазиноиды. Они защищают кукурузу от ряда насекомых, бактерий и грибков, однако некоторые виды выработали устойчивость к этим токсинам и даже могут использовать их для идентификации наиболее питательных тканей растения.

Эти результаты показывают, как знания о естественной защите растений могут быть практически применены в сельскохозяйственных системах.

«Мы изучаем дикого предка кукурузы (теосинте), чтобы выяснить, какие другие химические защиты могли быть утрачены в процессе одомашнивания», — добавил доктор Терлингс. — «Эти утраченные защиты можно будет затем вернуть в современные сорта».

Данная работа будет представлена на ежегодном собрании Общества экспериментальной биологии в Манчестере в пятницу, 4 июля.