„Šnipinėjimas“ apsaugo augalus nuo priešų

Naujos augalų komunikacijos išvados ginant nuo kenkėjų

Didelis pasiklausymas: laukinis tabakas (Nicotiana attenuata, pirmame plane) užgožia dykumos sliekų (Artemisia tridentata tridentata) kvapo signalus. Abu augalai yra natūralūs Didžiojo baseino dykumos gyventojai Juta, JAV. © Cheminės ekologijos MPI, Rayko Halitschke
skaityti garsiai

Kai augalus užpuola kenkėjai, jie išskiria kvapus. Tabako augalai, gaunantys tokius įspėjimus iš sužeisto kaimyno - pavyzdžiui, dykumos gluosniai - greičiau ir efektyviau atstumia savo kenkėjus nei sąmokslininkai, kurie neturėjo galimybės „šnipinėti“. Jenos Maxo Plancko Cheminės ekologijos instituto mokslininkai tai atrado naujame tyrime.

Projekto tikslas buvo nustatyti, kaip vyksta informacijos perdavimas tarp augalų, gyvenančių šalia vienas kito, remiantis cheminių kvapų signalais. Padedami genetiškai modifikuotų augalų, Jenos mokslininkai dabar nori nustatyti kvapus, kurie teigiamai veikia kaimyninio augalo kenkėjų kontrolę.

Gynyba tik po atakos

Stebina tai, kad tabako augalai stiprina gynybą, žurnale „Oecologia“ esantys ekologai tik tada, kai yra iš tikrųjų užpulti, o ne iškart po to, kai suvokia sužeisto kaimyninio augalo signalus. Šis elgesys yra prasmingas augalo požiūriu: Jei ji naudotų kvapo signalą vien tam, kad jų vertingus išteklius paverstų gynybos molekulėmis, tai būtų jiems nepavojinga, jei jie galų gale nepuoltų ir vis tiek įdėtų energijos gynybai. Į gynybines medžiagas įeina vadinamieji proteinazės inhibitoriai (TPI), kurie slopina žolėdžių vikšrininkų virškinimą. Vis dar neaišku, kokiu mastu toks tabako ir pienligės ryšys gali turėti įtakos abiejų rūšių ekologijai.

Dabar mokslininkai taip pat nori išsiaiškinti, kokia informacija apie augalus keičiasi vienos rūšies augalais. Jau yra pirmas įdomus rezultatas: laukinio tabako augalai „užuodžia“ ir atpažįsta visas savo kvapo puokštes, kurias sudaro skirtingos dujinės molekulės.

"Kvailas" siųstuvas augalai

Naudojant genetiškai modifikuotą augalą - vadinamąjį „nemandagųjį augalą“, kuris nebegali gaminti pasirinktų kvapų, įrodyta, kad aromato sudėtis yra labai svarbi. Kadangi tyliųjų, transgeninių „pernešančių augalų“ kvape nebuvo tam tikrų medžiagų, kaimyniniai augalai-recipientai reagavo kitaip, nei tuo atveju, jei kvapo puokštė būtų buvusi išsami. displėjus

Atlikdami tyrimus, biologai skiria didelę reikšmę laboratorinių ir lauko tyrimų derinimui ir laboratorinių eksperimentų atlikimui kiek įmanoma „realistiškiau“. Paprastai kvepalų analizės laboratorijoje augalai laikomi gana siaurose stiklinėse talpyklose ar kamerose, todėl dirbtinai padidėja dujinių molekulių koncentracija. Kad būtų dar blogiau, augalai, įstrigę stiklinėse sandariai, greitai kenčia nuo CO2 trūkumo. „Norėdami kompensuoti šį trūkumą, augalas atidaro savo tarpelių angas, per kurias į lapų vidų patenka daugiau kvepalų molekulių, be CO2. Dėl to augalo receptoriaus atsakas gali būti dirbtinai sustiprintas arba suklastotas “, - aiškina Anja Paschold iš Maxo Plancko Cheminės ekologijos instituto Jenoje.

Savo tyrime mokslininkas nagrinėjo tabako augalų kvapų ryšį, viena vertus, „realiomis“ sąlygomis, kita vertus, pasitelkiant transgeninius „nemandagius“ augalus. Ji nustatė, kad nei visas laukinio tipo augalų kvapo profilis, nei genetiškai modifikuotų augalų, kuriems netaikomos kai kurios kvapo molekulės, profilis nedaro įtakos jau žinomiems augalų recipientų gynybos mechanizmams: nikotinui, jazmonams Rūgščių ir proteinazės inhibitorių lygis vos nepasikeitė, todėl ir pradinio efekto nebuvo galima nustatyti.

Sistemingai ištirkite augalų cheminę kalbą

Tačiau genų ekspresijos tyrimai atskleidė, kad augale recipiente buvo sureguliuota žymiai daugiau genų, kai kvepalų mišinyje trūko lapų alkoholių ir aldehidų, kurie sukuria pažįstamą šviežiai nupjautos žolės kvapą. Kai nepilną kvapo puokštę vėl papildė sintetiniai lapų alkoholiai ir aldehidai, genai buvo „nereguliuojami“. Taigi, matyt, bent jau tam tikroje rūšies kvapo signalai iš augalų į augalą yra įjungti, kitos išjungtos. Daugelio šių genų funkcija vis dar neaiški ir dabar analizuojama.

Naudodamiesi laukinio tabako pavyzdžiu, Iano Baldwino mokslininkai nori sistemingai ištirti „cheminę kalbą“, kurią augalai naudoja bendraudami vieni su kitais. Be to, naudojami „tylūs“ transgeninius pernešančius augalus ir „kurtus“ augalus-recipientus, kurie nebegali suvokti tam tikros „Duftmolek le“, nes jiems trūksta atitinkamo receptoriaus. Be genetinės inžinerijos metodų šis įdomus pagrindinis tyrimas būtų neįmanomas.

(„idw“ - MPG, 2006 2 14 - DLO)