Растения различают насекомых по типу питания и запускают специфичные защитные реакции

В одном из самых масштабных исследований такого рода учёные из Центра наук о жизни Бонда Университета Миссури изучили все гены растения и их реакцию на врага.

Ключевые результаты:

• Модельное растение Arabidopsis распознаёт и по-разному реагирует на четыре вида насекомых.
• Насекомые вызывают изменения на транскрипционном уровне, активируя белки, которые включают и выключают гены растения для защиты от новых атак.
• Растения, объеденные гусеницами (капустницей и совкой), имели менее 25% общих изменений в экспрессии генов.
• Растения, поражённые двумя видами тлей, имели менее 10% общих изменений в экспрессии генов.
• Реакция растений на гусениц сильно отличалась от реакции на механическое повреждение, совпадая лишь в ~10% изменений экспрессии генов. Пересечение реакций на гусениц и тлей также составило около 10%.

Механизм и значение:

• Питание гусениц повышало уровень жасмонатов и этилена — известных фитогормонов, опосредующих защитные реакции.
• Растение способно различать даже двух гусениц: на совку (beet armyworm) реакция была быстрее и сильнее, чем на гусеницу капустницы, что приводило к более раннему включению защитных генов.
• В экологическом плане быстрая защитная реакция заставляет гусеницу быстрее покинуть растение.

Масштаб исследования:

Исследование охватило 28 000 генов растения, из которых 2 778 реагировали в зависимости от типа насекомого. Это позволяет получить полную картину происходящего, в отличие от изучения лишь нескольких генов.

Исследование поднимает новые вопросы, так как среди изменённых генов есть регуляторы роста корней, использования воды и других важных процессов, что указывает на потенциальную высокую "стоимость" защиты для растения.