Біологія
Біологія

Слина гусениць запустила захисні реакції у вігни та тютюна

Вчені виявили у деяких бобових імунні рецептори, що у відповідь на конкретні білки в слині гусениць, які їх поїдають. Це запускає в рослини каскад реакцій, покликаних захиститися від шкідника. Дослідження описане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

lukebrugger / unsplash

lukebrugger / unsplash

Як захищаються рослини?

Рослинам не завжди вигідно, коли їх їдять. Щоб протидіяти поїданню вони розвинули різноманітні захисні пристосування. Це можуть бути колючки, несмачні або отруйні речовини тощо. Але вони можуть мати й більш витончений захист, імунний. Останній часто полягає у виділенні рослиною хімічних речовин у відповідь на поїдання шкідниками. Ці речовини можуть безпосередньо впливати на ріст, харчування комахи або ж спонукати її зупинитися. Вивчення подібних захисних механізмів стає у пригоді, якщо подивитися, що втрати урожаю сільськогосподарських рослин через шкідників та хвороби становлять близько 20-30 відсотків у всьому світі. Науковці з Університету Вашингтона теж доклали зусиль у дослідження захисту рослин від травоїдних тварин.

Що досліджували?

Попередні дослідження виявили у слині гусениць карадрин (Spodoptera exigua) білки з назвою інцептини. Вчені тоді показали, що ці речовини суттєво активують захисні механізми вігни (Vigna unguiculata) - бобової рослини, чиї плоди нагадують дуже довгі плоди квасолі. Це призводить, зі свого боку, до пошкодження комахи. У новій роботі вчені зосередилися на вивченні того, як вігна відчуває присутність гусениці. Так вони знайшли у рослини повторювані рецептори інцептину (INR), які властиві бобовим.

Проте вчені мають відносно небагато методів для дослідження вігни, тому перевірили роботу рецепторів на тютюні, якому перенесли гени INR та до якого підсадили гусениць карадрин.

Що вчені відкрили?

Рецептори, з’ясувалося, спрацьовують як у відповідь на безпосереднє пошкодження листків, так і на присутніх фргментів білка, виявленого у слині гусениць, які жували рослину. Але ці фрагменти насправді виявилися частинками білків вігни, що розщеплюються під час поїдання комахою. Автори назвали їх Vu-In. Присутність Vu-In запускає у рослин виділення гормону, що часто виробляється при загрозі. Це спонукає їх посилювати вироблення етилену та активних форм кисню, що разом допомагає пригнітити шкідника.

У випадку з тютюном, гусениці справді харчувалися помітно менше на рослинах із наявними імунними рецепторами. Це стосувалося навіть таких комах, що зазвичай харчуються на тютюні.