Слюна гессенской мухи определяет судьбу пшеницы и вредителя
Взаимодействие между слюной гессенской мухи и атакуемым ею растением пшеницы может быть ключом к тому, выживет ли вредитель или погибнет. К такому выводу пришли исследователи из Университета Пердью.
«Насекомое индуцирует или подавляет восприимчивость растения», — пояснила Кристи Уильямс, научный сотрудник Службы сельскохозяйственных исследований USDA и доцент энтомологии. — «Личинка не просто прогрызает отверстия и получает питательные вещества, как считалось ранее. Она делает что-то химически, чтобы изменить растение».
Исследователи обнаружили, что гессенские мухи, наносящие ежегодный ущерб урожаю пшеницы в США на миллионы долларов, запускают один из двух ответов у растений:
- Устойчивые растения быстро мобилизуют сильную защиту, что приводит к голоданию личинки.
- Восприимчивые растения поддаются, высвобождая личинке необходимые питательные вещества.
Результаты опубликованы в Journal of Experimental Botany.
Механизм защиты и поражения
Учёные применили простой визуальный тест с красным красителем на поверхности растения:
- В устойчивых растениях краситель распространялся минимально, а ткани восстанавливались за несколько дней.
- В восприимчивых растениях краситель распространялся по всему растению перед его гибелью.
«Это простой способ наглядно увидеть, как поражена ткань», — отметил соавтор Курт Зальцманн.
Были обнаружены признаки того, что устойчивые растения производят больше липазы — белка, расщепляющего липиды (жиры) на поверхности клеток. Предполагается, что липаза создаёт небольшие отверстия для доставки токсичных белков, отпугивающих личинок.
Неожиданный поворот: «спасение» личинок
Исследование выявило неожиданный феномен: авирулентные личинки (которые обычно вызывают защитную реакцию растения и гибнут) в некоторых случаях могут выжить. Если вирулентная личинка атакует устойчивое растение, уже запустившее защитные механизмы, она может обратить их вспять. В этом случае и вирулентная, и авирулентная мухи получат возможность питаться.
«Такое "спасение" сохраняет часть авирулентных мух в популяции, — сказала Уильямс. — Это, вероятно, в какой-то степени продлевает долговечность устойчивости растения».
Следующие шаги
Дальнейшая задача — определить, какие гены отвечают за включение защитных механизмов пшеницы и как их можно активировать против вирулентных мух.
«Нам нужно лучше понять механизмы, происходящие при заражении растения вирулентной личинкой, чтобы создать для растений лучшую защиту», — заключила соавтор Субашри Субраманьям.