Зеленые листовые летучие вещества могут стать менее токсичным пестицидом для фермеров

Зеленые листовые летучие вещества (GLVs) — это легко испаряющиеся масла, которые растения используют для общения и защиты от травоядных или патогенов, таких как бактерии и грибки. Почти каждое зеленое растение может быстро синтезировать и высвобождать GLVs при атаке, чтобы отпугнуть нападающих, привлечь хищников насекомых-вредителей и запустить другие защитные механизмы.

Исследователи из Университета Южной Каролины в работе, опубликованной в Plant, Cell & Environment, изучили, как клетки томата используют GLVs. Они идентифицировали потенциальные сигнальные пути, которые GLVs используют для индукции защитных реакций.

Системы защиты растений

Первая линия защиты растений включает обнаружение микробных захватчиков и повреждений с помощью молекул, высвобождаемых поврежденными или умирающими клетками, — damage-associated molecular patterns (DAMPs). Активация DAMP запускает иммунный ответ, изменения концентрации ионов кальция и активацию защитных генов и белков.

Многие исследования показали, что эффекты GLVs схожи с эффектами DAMPs. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили фосфопротеом клеток томата — все белки, измененные процессом фосфорилирования, который включает или выключает их. Они обнаружили, что многие белки, вовлеченные в сигнальные пути GLVs, также участвуют в регуляции стресса и являются компонентами путей DAMP. Это подтверждает, что GLVs функционируют подобно DAMPs, активируя защитные реакции.

Применение GLVs в сельском хозяйстве

Использование обычных пестицидов часто ведет к деградации окружающей среды и резистентности вредителей. Биопестициды, такие как летучие органические соединения растений, становятся популярной менее токсичной альтернативой.

Исследования показывают, что GLVs могут быть эффективными биопестицидами:

• Они могут привлекать вредителей растений, например, жука Apion miniatum, для питания на инвазивных сорняках, таких как Rumex confertus.
• Полевые исследования на диком табаке показали, что высвобождение GLVs привлекает естественных врагов травоядных вредителей. Это не только контролирует насекомых-вредителей, но и может повышать продуктивность поврежденных растений.

Ученые считают, что при дальнейших исследованиях GLVs обладают потенциалом для естественного контроля вредителей и поддержки устойчивого сельского хозяйства.