Неподвижные по сути своей растения, могут защищаться от травоядных насекомых, утверждают исследователи. Почувствовав опасность, растения применяют защитную тактику – выработка токсинов и выделение быстро испаряющихся химических веществ.
Исследователи сообщают, что в растениях было выявлено семейство пептидных элиситоров, или защитные сигналы растения, которые помогают растению ответить на нападение насекомого.
Защитный механизм работает следующим образом: находящиеся в растении белки всасываются нападающими насекомыми. По мере того, как насекомые переваривают белки, те преобразовываются в пептид элиситор, что позволяет другим растениям опознать хищника. Обнаруживая элиситор, переносимый насекомым, растение, в свою очередь, запускает свою защитную химическую реакцию.
Ученые давно знали, что растения умеют различать разных хищных насекомых, но защитное поведение оказалось описать очень сложно. Чтобы охарактеризовать потенциальные взаимодействия между четырьмя миллионами насекомых и 230000 видами цветущих растений, были использованы несколько моделей. Усложнило ситуацию и то, что у некоторых растений защитные сигналы настолько малы, что их нелегко обнаружить или выделить.
Доктор Эрик Шмельц из центра медицинской, сельскохозяйственной и ветеринарной энтомологии Министерства сельского хозяйства США возглавил исследовательскую группу, которая на протяжении трех лет занималась анализом биохимической реакции растений вигны (коровьего гороха) на травоядную гусеницу - травяная совка, распространенного вредителя урожая. Во время исследования среди других экспериментов была проанализирована биохимическая деятельность более 10000 листьев путем проверки растения на производство фитогормонов после воздействия на него последовательно фракционированной внутренней секреции насекомого.
До этого ученые идентифицировали и выделили аминокислоту, названную inceptin, которая играет основную роль предупреждения в растениях вигны, подвергающихся нападению гусениц. Inceptin является составной большего, жизненно важного фермента в растениях. Гусеница, питаясь вигной, поглощает и расщепляет этот важный фермент, из которого выделяется inceptin, и вещество впоследствии становится частью внутренней секреции гусеницы. Когда гусеница в следующий раз питается вигной, незначительное количество inceptin контактирует с надкусанным листом, что становится предупреждением для других растений о выработке "всплеска" фитогормонов в качестве защитной реакции.
Доктор Шмелц и его команда, подтвердили роль inceptin как доминирующего пептида в защите вигны против гусениц. Кроме того, исследователи идентифицировали два связанных, но менее распространенных фрагмента пептида, которые вызывают подобные защитные реакции в вигне и других растений без видимого эффекта. В дополнение к определению структуры inceptin исследования также показали, что inceptin-связанные пептиды вызывают постоянные, последовательные ступенчатые увеличения фитогормона в вигне.
Основываясь на полученных результатах, сейчас д-р Шмелц надеется привлечь к работе доктора наук, чтобы помочь команде очистить биохимически и идентифицировать рецептор inceptin у растений семейства бобовых.
|
