Біологія
Біологія

Рослинний ген вбудувався у геном тютюнових білокрилок

Китайські дослідники виявили рослинний ген в організмі тютюнових білокрилок — небезпечних шкідників культурних рослин. Цей ген допомагає комахам обійти рослинний захист проти шкідників, знешкоджуючи отруйні речовини рослин при харчуванні ними. Дослідження опубліковане в журналі Cell.

Scott Bauer / Wikimedia Commons

Scott Bauer / Wikimedia Commons

Що це за отрути й комахи?

У рослин у процесі еволюції розвиваються пристосування, які допомагають їм краще протистояти рослиноїдним комахам. Одним із них можна назвати деякі вторинні метаболіти рослин, що можуть суттєво погіршувати зростання, розвиток та поведінку комах. Інакше кажучи, вони є отруйними для шкідників. Але комахи, зі свого боку, розвивають контрпристосування та стають стійкішими до рослинних захисних механізмів. Вони точно наявні в одного з найнебезпечніших шкідників культурних рослин — тютюнової білокрилки Bemisia tabaci. Ці комахи розміром менше міліметра, але під час їхньої масової появи завдають серйозної шкоди посівам. Цьому сприяє і те, що ці білокрилки можуть живитися більш ніж 600 видами рослин. А найголовніше, всупереч наявності у більшості цих рослин-хазяїв токсичних для комах речовин, тютюнова білокрилка напрочуд стійка до них. Дослідники з Китайської академії агрокультурних наук провели свої дослідження з метою з'ясувати механізм стійкості цих шкідників, щоб розробити ефективні способи боротьби з ними.

Що вони дізналися?

Вчені приступили до вивчення з аналізу геному тютюнових білокрилок. Так вони знайшли в геномі комах ген BtPMaT1, який типовий для рослин, а не тварин. У рослин цей ген кодує білок, що допомагає зберігати токсичні для комах речовини у безпечній для них самих формі. Тому дослідники припустили, що саме цей ген може допомагати білокрилкам уникати токсичної дії отрути, коли вони харчуються рослиною.

У наступних дослідах автори підтвердили цю гіпотезу. Вони показали, що порушивши роботу BtPMaT1 у білокрилок, шкідники стають чутливими до отрути. Коли вчені генетично модифікували томат, щоб він виділяв речовину, здатну блокувати BtPMaT1, то всі білокрилки, які харчувалися на рослині, загинули.

Але звідки у комах рослинний ген?

Однозначно відповісти на це запитання важко, але дослідники мають певні припущення. Ймовірно, сприяти цьому міг якийсь вірус, що викликає захворювання рослин, а переноситься білокрилками. Вірус міг підібрати частинки рослинної ДНК, потім потрапити до білокрилки та певним чином посприяти вбудовуванню гену BtPMaT1 у геном комахи.

Автори сподіваються, що одним із методів боротьби з білокрилками можуть стати генетично модифіковані культурні рослини, здатні виробляти речовину, що заглушає активність «детокс-гену» у шкідників та повертає їм чутливість до природних отруйних метаболітів.