Исследование раскрывает механизм устойчивости сорго к вредителям
Ученые из Университета Небраски-Линкольна определили ключевой растительный гормон, который усиливает естественную защиту сорго от угрозы тростниковой тли. Работа велась в сотрудничестве с Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA Agricultural Research Service).
Исследователи указали на значимость метаболизма ауксина/IAA и конъюгата ауксина IAA-Asp, участвующих в различных аспектах роста и развития растений.
Устойчивость сорго была выше, когда растения имели повышенный уровень гормона IAA-Asp из-за мутации в гене Bmr12. После выявления важности этого гормона ученые добавили различные его количества в рацион тли и обнаружили, что это усиливает естественную устойчивость сорго к вредителю.
Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале New Phytologist.
Естественная защита сорго рассматривается как дополнение к другим мерам, таким как пестициды и генетически модифицированные растения. Такая естественная защита может обеспечить более долговечную и устойчивую защиту в целом.
Тростниковая тля является серьезным вредителем сорго в США с 2013 года, нанося ущерб несколькими способами:
- Тли используют свой игольчатый ротовой аппарат, чтобы проколоть растение и высасывать питательные вещества.
- Выделения вредителей (медвяная роса) покрывают части растения и нарушают фотосинтез.
- Тли могут передавать вирусные заболевания.
Проект уникален своим «холистическим» междисциплинарным подходом, включающим изучение клеток и тканей, а также биохимический, электрофизиологический и вычислительный анализ.
В дальнейшем ученые планируют изучить, эффективен ли гормон для повышения устойчивости растений к другим видам тлей, а также найти дополнительные биологические факторы, влияющие на уровень естественной самозащиты сорго.
Исследование получило неожиданный поворот. Ученые изначально изучали лигнин — полимер, обеспечивающий стабильность клеточной стенки. Первоначальная гипотеза связывала изменения уровня лигнина с устойчивостью к тле, но данные ее не подтвердили.
Междисциплинарный анализ позволил сузить поиск до соединения индол-3-уксусной кислоты, конъюгированной с аминокислотой аспартатом (IAA-Asp). Тестирование этого соединения в рационе тли подтвердило, что именно оно обеспечивает устойчивость.
Проект был поддержан грантом CAREER Национального научного фонда (NSF) и грантом Национального института продовольствия и сельского хозяйства USDA.