Группа ученых под руководством Цзяньцян Ву из Института ботаники Куньмина в Китае и Яна Болдуина из Института химической экологии Макса Планка в Йене теперь внимательно изучила экологическое значение повилики. Они хотели знать, не только ли паразит задействует систему снабжения растений, но и играет ли роль в коммуникации между растениями. «Было обнаружено, что растения могут общаться через изменчивые сигналы и подземные микоризные сети.
Поэтому мы хотели знать, может ли повилика передавать сигналы, вызванные кормлением насекомых, между разными хозяевами и могут ли эти сигналы даже активировать защиту от насекомых», — объясняет Цзяньцян Ву. который работал в Институте химической экологии Макса Планка в качестве аспиранта, а затем руководил проектом, а сейчас возглавляет партнерскую группу Max Planck в Китае.В сельском хозяйстве повилика наносит значительный экономический ущерб пастбищам, выращивающим люцерну и клевер. В Китае паразитирование повилики приводит к большим потерям урожая сои. Поэтому исследователи использовали в своих экспериментах соевые бобы; но кресс-салаты, табак и дикий томат также были связаны с паразитом попарно или группами.
Чтобы вызвать защитные реакции, на растения посадили гусениц Spodoptera litura, всемирного сельскохозяйственного вредителя.Анализируя транскриптом? все активные гены в листьях растений, связанных повиликой, с использованием секвенирования РНК (или «полнотранскриптомного секвенирования дробовиком»)? Ученые смогли показать, что растения, раненые насекомыми, могут передавать защитные сигналы через так называемые мостики повилики на соседние растения. «Передача сигнала была обнаружена в основных изменениях, которые мы обнаружили в транскриптомах атакованных листьев, а также не атакованных листьев того же растения и, что было наиболее важно, соседних растений», — объясняет первый автор Кристиан Хеттенхаузен, бывший сотрудник Института Макса Планка в Йене. «Растительный гормон жасмоновая кислота играет особенно важную роль в системной передаче сигналов, опосредованной повиликами.
После травоядных насекомых защитные сигналы быстро передавались от растения к растению через сеть повилиок даже на большие расстояния», — пояснил Цзяньцян Ву. Сигналами тревоги даже обменивались разные виды растений.В будущем исследователи хотят изучить передачу сигналов через паразитные мостики.
В текущем исследовании они использовали Spodoptera litura, жевательную гусеницу, чтобы вызвать растения-хозяева, связанные сетью повилиок. Теперь они заинтересованы в том, чтобы исследовать, могут ли колющие-сосущие насекомые, такие как тля, вызывать другой набор защитных сигналов, и узнать, как они передаются повиликой. Ученые также хотят определить вещества, ответственные за передачу сигналов.
Ян Болдуин резюмирует: «Экологические взаимодействия в природе чрезвычайно сложны. Паразит крадет ценные питательные вещества у своего хозяина, но в то же время действует как важное звено для предупреждения соседей.
Является ли это предупреждение бескорыстным, необходимо дальнейшее изучение, чтобы выяснить».