Хорошо известно, что некоторые осы подавляют иммунную систему своих хозяев-гусениц, поэтому они могут успешно выращивать своих детенышей внутри этих хозяев. Теперь исследователи из Университета штата Пенсильвания показывают, что, помимо подавления иммунной системы гусениц, осы также подавляют защитные механизмы растений, которыми питаются гусеницы, что гарантирует, что гусеницы будут продолжать обеспечивать подходящую среду для потомства ос.
По словам Гэри Фелтона, профессора и главы отдела энтомологии, тип вируса, называемый поли-ДНК, находится в яичниках самок осы и при введении гусеницам-хозяевам отвечает за подавление как гусеничного иммунного ответа, и механизм защиты растений.
«Мы обнаружили, что полиднавирусы не только подавляют иммунную систему гусениц, но также ослабляют защитные реакции растения-хозяина гусениц», - сказал Фелтон. «ПолиДНКВирус подавляет глюкозооксидазу в слюне гусениц, которая обычно вызывает защитные механизмы растений. Таким образом, подавление защитных механизмов растений приносит пользу осе и вирусу, улучшая развитие и выживаемость осы внутри гусеницы».
Команда, в которую входил Чинг-Вен Тан, докторант по энтомологии, поместила зараженных и непаразитированных гусениц на растения томатов. Позволив гусеницам питаться растениями в течение 10 часов, исследователи собрали оставшиеся листья и исследовали их на активность экспрессии ферментов и генов, связанную с защитной реакцией.
«Используя молекулярные и биохимические методы, мы обнаружили, что паразитированные гусеницы вызывают значительно более низкую активность ферментов и экспрессию защитных генов среди растений томата, чем непаразитированные гусеницы», - сказал Тан.«Мы также определили, что слюна гусеницы, содержание глюкозооксидазы в которой было снижено поли-днавирусом, была ответственна за снижение защитных реакций у растений».
Результаты опубликованы онлайн в Proceedings of the National Academy of Sciences.
По словам Фелтона, результаты группы подтверждают выводы другого исследования Фэн Чжу из Вагенингенского университета в Нидерландах и его коллег, опубликованного в том же номере PNAS.
«Это исследование также показывает, что полиднавирус системы паразитоид-гусеница - системы, отличной от нашей, - обладает аналогичной способностью влиять на иммунитет растения-хозяина», - сказал Фелтон. «В природе значительный процент гусениц заражен осами. Кроме того, десятки тысяч видов ос являются носителями поли-ДНКвирусов. В результате существует большой потенциал для того, чтобы наши результаты и результаты команды Фэн Чжу были очень распространены среди множество взаимодействий между растениями и травоядными."
Тан добавляет, что результаты двух исследований показывают, что взаимодействие между растениями и их естественными врагами намного сложнее, чем считалось ранее.
"Наше исследование демонстрирует важную роль, которую играют микроорганизмы во взаимодействии растений и насекомых", - сказала она. «Способность полиднавирусов, у которых меньше пары сотен генов, столь сильно влиять на ос, гусениц и растения, поразительна».
Команда Penn State планирует изучить, могут ли другие паразитические осы и вирусы, которые могут паразитировать на гораздо более широком спектре видов гусениц, также подавлять защитные силы растений в аналогичной степени.
Среди других авторов статьи Мишель Пайффер, ассистент по поддержке исследований в области энтомологии; Келли Гувер, профессор энтомологии; Кристина Роза, доцент кафедры патологии растений и микробиологии окружающей среды; и Флор Асеведо, доктор философии. студент энтомологии.
Национальный научный фонд поддержал это исследование.