У природы есть свой способ поддержания баланса. Это утверждение справедливо для растений, которые поедаются травоядными - насекомыми или даже млекопитающими. Интересно, что эти растения не просто молча позволяют потреблять и уничтожать себя; на самом деле, они развили систему защиты, чтобы предупреждать их о нападениях хищников и, возможно, даже отражать их. Защитные системы возникают в результате внутренней и внешней клеточной передачи сигналов в растениях, а также экологических сигналов. Растения разработали несколько способов восприятия повреждений; многие из них связаны с обнаружением различных «вызывающих» молекул, производимых либо хищником, либо самими растениями, и инициированием своего рода «сигнала SOS».
В недавно опубликованном обзоре в журнале Trends in Plant Science профессор Генитиро Аримура из Токийского научного университета, Япония, резюмирует результаты исследования механизма восприятия растительноядных растений через элиситоры. Комментируя огромную ценность этих элиситоров, профессор Аримура заявляет: «В этом обзоре основное внимание уделяется элиситорам, потому что они своевременны, новы и имеют потенциальное биотехнологическое применение».
Когда одно и то же травоядное животное приходит съесть растение несколько раз, растение учится распознавать свое пищевое поведение и записывает связанный с ним «молекулярный паттерн». Это называется «молекулярными паттернами, связанными с травоядными» или HAMP. HAMP являются врожденными элиситорами. Другие элиситоры растений включают растительные продукты, присутствующие внутри клеток, которые просачиваются наружу из-за повреждений, вызванных травоядными. Интересно, что когда растительноядное насекомое поедает растение, продукты переваривания клеточных стенок растения и других клеточных компонентов становятся частью ротового секрета (ОС) насекомого, который также может функционировать как элиситор!
проф. Аримура подчеркивает тот факт, что с развитием высокопроизводительных систем обнаружения генов и белков характеристика элиситоров даже специфических и своеобразных типов травоядных, таких как те, которые высасывают клеточный сок и не производят достаточного количества ОС, усложнилась. стать возможным. Белки, присутствующие в слюнных железах таких насекомых, могут быть потенциальными элиситорами, поскольку они попадают в растение во время питания. Он объясняет: «РНК-секвенирование и протеомный анализ слюнных желез сосущих травоядных привели к недавней характеристике нескольких белков-элиситоров, включая муциноподобный белок слюны и белки-элиситоры клещей, которые служат элиситорами в листьях хозяина. растениями при их выделении в растения во время питания."
В обзоре также выделяются некоторые специфические элиситоры, такие как яйца и феромоны насекомых, которые растения могут обнаружить и инициировать защитную реакцию против них. В некоторых особых случаях симбиотические бактерии, живущие в кишечнике насекомого, также могут регулировать защитные системы растений.
И теперь, когда мы разобрались с различными типами элиситоров, остается вопрос - какие сигнальные механизмы используют растения для передачи сигнала SOS?
До сих пор предполагалось, что передача сигналов возможна благодаря белкам, транспортируемым через сосудистую ткань растений. Интересно, что есть свидетельства передачи сигналов по воздуху через растения с помощью феномена, называемого «говорящие растения». При повреждении растения выделяют в воздух летучие химические вещества, которые могут восприниматься соседними растениями. Имеются также свидетельства эпигенетической регуляции защитных систем, при которых растения сохраняют своего рода «генетическую память» о нападавших на них насекомых и могут соответствующим образом корректировать защитную реакцию для будущих атак..
Учитывая улучшение знаний о механизмах систем защиты растений, мы можем принять возможность «генетической» формы борьбы с вредителями, которая может помочь нам обойти использование химических пестицидов, которые, со всеми их рисками, стали своего рода «необходимым злом» для фермеров. Это может привести к современным, научно обоснованным способам органического земледелия, которые освободят сельскохозяйственные методы от вредных химических веществ.