Насекомые захватывают репродуктивные гены виноградной лозы для создания собственного жилого пространства на растении
Биологи из Университета Толедо обнаружили новые детали интимных отношений между насекомыми и растениями, что открывает возможности для защиты виноградных культур по всему миру от серьёзного сельскохозяйственного вредителя.
Учёные выяснили, что насекомое, которое почти уничтожило виноделие во Франции в конце XIX века — виноградная филлоксера (Daktulosphaira vitifoliae) — захватывает репродуктивные программы виноградной лозы, чтобы создать галл на листе. Этот галл служит паразиту псевдо-квартирой для высасывания питательных веществ растения. Исследование опубликовано в последнем выпуске Scientific Reports.
Галл — это орган растения размером чуть меньше мрамора, похожий на бородавку, цветок или плод, который обеспечивает насекомым защищённое место для питания и размножения.
Ключевое открытие:
- Насекомое откладывает яйцо и запускает процесс эксплуатации репродуктивного генетического аппарата растения.
- «Когда галлы формируются на листе, гены цветка включены. Они не должны быть активны, но насекомое манипулятивно вставляет свои собственные сигналы в этот путь, чтобы получить результат, похожий на цветок», — объяснила доктор Хайди Аппель.
- Учёные подтвердили гипотезу Чарльза Дарвина (1867 г.): «Мы обнаружили, что насекомое заставляет растение использовать те же гены для создания галла, которые растение использует для создания цветка или плода», — сказал доктор Джек Шульц.
- Растение производит центральную часть цветка, известную как пестик (карпель), в месте, где оно никогда не сделало бы этого самостоятельно.
Механизм и последствия:
- На каждом этапе формирования галла насекомое вводит в растение некий сигнал, который перехватывает контроль над развитием и заставляет растение создать галл на листе вместо нормальной ткани.
- Галлы наносят ущерб виноградной лозе, истощая её ресурсы и мешая фотосинтезу, что приводит к снижению урожайности.
Перспективы применения:
Идентификация генов виноградной лозы, которые должны быть активированы для образования галла, открывает путь к защите растений:
- Селекция: скрещивание для получения генетически устойчивых растений (как у североамериканских лоз).
- Биопестициды: создание биологически обоснованного пестицида для опрыскивания, который будет манипулировать гормонами растений, делая их активными в разное время и блокируя атаку насекомого.