Нехватка "гормона счастья" делает рис менее привлекательным для насекомых

Подавление выработки серотонина — "гормона счастья" — в растениях риса повышает их устойчивость к двум самым разрушительным и дорогостоящим насекомым-вредителям в мире.

Исследование, опубликованное в Nature Plants, показывает, что, подавляя выработку серотонина, растения риса становятся более устойчивыми к двум своим главным врагам — коричневой цикадке и полосатой стеблевой моли.

Используя методы редактирования генов для "отключения" гена, производящего серотонин, команда обнаружила, что растения также начали вырабатывать больше салициловой кислоты — вещества, схожего с аспирином.

И наоборот, добавление серотонина к устойчивому рису приводило к потере резистентности к насекомым.

Важная роль серотонина в защите растений

По словам учёных, эти результаты демонстрируют важную роль серотонина в защите растений и открывают новые возможности для выведения устойчивых к насекомым сортов риса и других зерновых культур.

Профессор Ангарад Гейтхаус, соавтор исследования, поясняет:

"Этот пример показывает, как одни и те же химические вещества, которые изменяют поведение у животных, могут использоваться для регуляции защиты растений от насекомых-вредителей".

Основные вредители риса

Рис — одна из важнейших мировых культур, а коричневая цикадка и полосатая стеблевая моль — два самых серьёзных вредителя в его производстве, наносящие ущерб на миллиарды долларов.

Цикадка — сосущий вредитель, который также переносит вирусы растений. Моль — грызущее насекомое, питающееся молодыми растениями. Оба приводят к значительной потере урожая.

"Беспорядочное использование химических пестицидов привело к тому, что этих двух вредителей становится всё труднее контролировать. Разработка устойчивых к насекомым сортов риса рассматривается как жизнеспособный и экологически устойчивый подход", — отмечает профессор Гейтхаус.

Серотонин: от регуляции настроения до поиска пищи

Серотонин распространён во всех формах жизни. У млекопитающих это важный нейромедиатор, регулирующий настроение, аппетит, сон и память.

У растений серотонин участвует в росте и развитии, а у насекомых используется для поиска ресурсов и пищи.

Анализируя реакцию растений на атаку насекомых, команда обнаружила, что и серотонин, и салициловая кислота вырабатываются в ответ на заражение. Однако подавление выработки серотонина делало растения риса более устойчивыми к вредителям.

Отключив ген, ответственный за выработку серотонина, учёные смогли дополнительно повысить уровень салициловой кислоты в растении и усилить его сопротивляемость.