Гормон жасмоновая кислота играет важную роль в иммунной системе растений и в регулировании роста. Ученые уже многое узнали о том, как работает жасмоновая кислота, но упустили одно важное звено: что заставляет уровень жасмоновой кислоты в растении снижаться после того, как атака грибка или насекомого была отражена? Биологи растений из Утрехтского университета и их коллеги из Амстердамского университета выяснили, как растение метаболизирует жасмоновую кислоту, выдавая сигнал «безопасно». Управление этим механизмом может открыть новые возможности для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к грибкам и насекомым. Результаты их исследования были опубликованы в научном журнале PNAS.
Как только растение обнаруживает насекомое или грибок, оно начинает вырабатывать гормон жасмоновую кислоту, который запускает иммунный ответ, предотвращающий дальнейшее повреждение. После атаки жасмоновая кислота снова быстро расщепляется. Это необходимо, поскольку гормон подавляет рост и развитие растений.
Четыре фермента
До сих пор ученые не знали, как жасмоновая кислота расщепляется в растении. Но в своих исследованиях на модельном растении Arabidopsis thaliana биологи из Утрехтского и Амстердамского университетов обнаружили, что такой активностью обладают четыре родственных фермента.
Отсутствует ссылка
Каждый из этих четырех ферментов может осуществлять химическую реакцию, в которой атом кислорода присоединяется к жасмоновой кислоте. Это создает неактивный вариант гормона, 12-гидроксижасмоновую кислоту. В то время как высокие концентрации жасмоновой кислоты активируют иммунную систему растения, этого не происходит с неактивным вариантом. Благодаря этому открытию ученые нашли важное недостающее звено в том, как растение контролирует уровень жасмоновой кислоты.
Увеличение сопротивления
«Теперь, когда мы знаем об этих ферментах, у нас есть возможность контролировать концентрацию жасмоновой кислоты, чтобы повысить устойчивость растений», - объясняет руководитель исследования профессор Гвидо Ван ден Акервекен из Утрехтского университета. «Наши исследования показывают, что растения гораздо более устойчивы к насекомым и патогенным грибкам, если мы отключаем четыре фермента в растении. Однако одним из основных недостатков этого является то, что это подавляет рост и развитие растения. правильный баланс."