Это открытие является еще одним открытием о бесчисленном множестве химических сигналов, передаваемых между растениями и насекомыми, которые ученые из Пенсильванского университета и всего мира открыли в последние годы. В этом случае агентом обмана являются экскременты гусеницы, или «грязь».Растения находятся под постоянной угрозой нападения травоядных насекомых. Известно, что около 400 000 видов насекомоядных растений живут на 300 000 видов растений.
Когда эти травоядные питаются растениями, они не только вызывают механические повреждения, но и часто откладывают вещества, которые могут влиять на реакцию растения на травоядность. Эти вещества аналогичны соединениям, связанным с микробами, которые влияют на реакцию растений на патогенные грибы или бактерии.Личинки совки — прожорливые кормилицы на листьях в замкнутых мутовках кукурузных растений, и по необходимости насекомые испражняются поблизости в трещинах, где листья встречаются со стеблями. В этих конструкциях накапливается обильное количество грязи, которая может оставаться там долгое время.
«Насекомому было бы невыгодно откладывать сигналы, которые могли бы усилить защиту растений от него, поэтому мы исследовали, какие химические соединения в траве передают сигналы растению», — сказал Дон Люте, профессор биологии стресса растений."Оказывается, фракция гусеницы обманывает растение, заставляя его чувствовать, что оно подвергается атаке грибковых патогенов, и создает защиту от них, тем самым подавляя защиту растения от травоядных. Растения не могут одновременно защищаться и от патогенов, и от нападавших насекомых — они должны включить либо их путь защиты от травоядных животных, либо их путь защиты от патогенов ».
Исследование, недавно опубликованное в Journal of Chemical Ecology, может привести к выделению определенных компонентов травы, которые могут быть включены в состав, предназначенный для опрыскивания сельскохозяйственных культур. По словам Люте, такой органический, экологически устойчивый пестицид может усилить защиту растений от патогенов. Или, возможно, растения можно генетически модифицировать, чтобы они включали в себя белки из муки, чтобы повысить естественную устойчивость растения к патогенам.
Гусеница состоит из молекул, полученных из растения-хозяина, самого насекомого и связанных с ним микробов, и, следовательно, дает множество сигналов, которые могут изменить защитные реакции растений, объяснил ведущий исследователь Сваямджит Рэй, который является докторантом межвузовской программы биологии растений в Penn State. Он указал, что белки из гусеницы гусеницы совки первоначально индуцировали чувствительные к ране защитные гены в кукурузе; однако вскоре после этого был индуцирован ген защиты, связанный с патогенезом.Выявление защиты от патогенов с помощью белков фрэсс коррелировало с увеличением роста травоядных и снижением распространенности грибковых патогенов с течением времени, сообщают исследователи. Эти реакции отличаются от типичной реакции растений на оральные выделения гусеницы осенней совки, и полученные результаты открывают путь для идентификации белковой молекулы, выделенной травоядным животным, которая вызывает реакции защиты от патогенов при подавлении защиты травоядных у растений.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи применили экстракт лоха к листьям кукурузы и сравнили рост гусениц совки, питавшейся листьями, с ростом гусениц, питавшихся необработанными листьями. Они также измерили эффективность грибкового патогена в ответ на обработку листьев кукурузы мукой.
Они заразили листья спорами грибка, вызывающего ожог листьев кукурузы (Cochliobolus heterostrophus)."Растение чувствует, что на него нападает патоген, а не насекомое, поэтому оно включает свою защиту от патогенов, давая гусенице возможность продолжать питаться растением.
Это экологическая стратегия, которая совершенствовалась на протяжении тысячелетий. эволюции, — сказал Рэй.