Летучие вещества зеленых листьев повышают приспособленность растений через биоконтроль

Исследователи из Института химической экологии Макса Планка (Йена, Германия) на основе полевых исследований диких растений табака в пустыне Большого Бассейна (Юта, США) показали, что выделение летучих веществ, привлекающих врагов травоядных насекомых, не только контролирует вредителей, но и увеличивает репродукцию пораженных растений. Эти результаты, опубликованные 15 октября 2012 года в новом открытом журнале eLife, означают, что естественные защитные механизмы растений можно использовать для экологически чистого повышения урожайности в сельском хозяйстве.

Ключевой механизм защиты

Растения выделяют специфические летучие вещества после повреждения травоядными насекомыми. Эти вещества могут снижать количество насекомых-вредителей на растении до 90%, привлекая их естественных врагов. Например, дикий табак выделяет зеленые листовые летучие вещества (GLVs), включая (E)-2-гексенал, при питании гусениц Manduca. Эти GLVs привлекают хищных клопов Geocoris, которые атакуют вредителей.

Полевой эксперимент

Летом 2010 и 2011 годов были проведены полевые эксперименты с трансгенными растениями дикого табака, дефицитными по GLVs и ингибиторам протеиназ (PIs), в естественной среде обитания в Юте. Результаты показали:

• Выделение GLVs не только уменьшало количество гусениц и яиц Manduca на растениях, но и увеличивало производство цветов и бутонов у растений, атакованных вредителем.
• Не было обнаружено значимой связи между синтезом PIs и увеличением числа бутонов или цветов. Ученые предполагают, что PIs могут ослаблять гусениц, делая их более уязвимыми для хищников, что косвенно влияет на репродукцию.

Значение для сельского хозяйства

Результаты демонстрируют, что GLVs могут повышать эффективность биологического контроля вредителей. Поскольку GLVs выделяются всеми изученными сельскохозяйственными культурами и привлекают различных хищников и паразитоидов, их использование может стать альтернативой токсичным пестицидам.

«Такое "косвенное" борьба с вредителями также может помочь избежать распространенной проблемы развития у вредителей устойчивости к токсичным пестицидам», — говорит Иэн Болдуин из Института химической экологии Макса Планка.