Исследователи определили химическое вещество, помогающее растениям табака защищаться от цикадок, которые охотятся на сок растений, и гены, необходимые для его производства, сообщает пресс-служба Института химической экологии Макса Планка (Германия). Результаты исследования появились в журнале Science.
Ученые скрестили 26 генетически различных естественных родительских линий растения табака Nicotiana attenuata. Эта популяция, которую скрещивали по установленной схеме в общей сложности в течение девяти лет, была высажена в ее естественной среде обитания в Аризоне (США), где ее могли атаковать условно-патогенные цикадки Empoasca spp. Когда насекомые атаковали эти растения, тяжесть повреждений помогла определить на генетическом уровне, почему растения стали уязвимы для насекомых.
Команда также изучила, какие химические изменения происходят в растениях после атаки насекомых и какие гены активируются. Группа обнаружила новое нестабильное вещество CPH (caffeoylputrescine-green-leaf-volatile compound), ответственное за постоянную устойчивость растения к цикадкам, и определила три метаболических пути, которые участвуют в производстве этого химического вещества. Ученые также воссоздали путь биосинтеза защитного вещества CPH в двух родственных табаку растениях – полевой фасоли Vicia faba и томатах вида Solanum chilense – и показали его эффективность против цикад.
Цикадки рода Empoasca, особенно «картофельная» цикадка Empoasca fabae, могут нанести серьезный ущерб урожаю, высасывая сок из листьев молодых растений и перенося вирусные заболевания. Рост температуры окружающей среды привел к угрожающему распространению этих насекомых. Результаты этого исследования могут подсказать, как улучшить устойчивость сельскохозяйственных культур.
[Фото: DANNY KESSLER, MAX PLANCK INSTITUTE FOR CHEMICAL ECOLOGY]
