Это открытие помогает понять, как флора защищает себя от вирусов и грибков, и дает инструменты для создания устойчивых сельскохозяйственных культур, рассказывает 24 Канал со ссылкой на Phys.org.
Смотрите также "Парк Юрского периода" не ошибся: комары действительно сохраняют генетическую карту других животных
Как работает скрытая система мгновенной защиты растений?
В отличие от животных, растения не могут убежать от опасности или использовать специализированные иммунные клетки, поэтому каждая клетка должна быть способной к самозащите.
Процесс, когда местная инфекция запускает иммунитет в отдаленных, еще не пораженных частях, называется системной приобретенной устойчивостью (SAR).
Десятилетиями считалось, что SAR базируется исключительно на салициловой кислоте, которая накапливается достаточно медленно – более 24 часов.
Однако команда ученых продемонстрировала, что растения используют гораздо более быструю систему коммуникации: волну сигналов на основе жасмонатов. С результатами их работы можно ознакомиться в журнале Nature Plants.
Растения мобилизуют собственную "систему безопасности" значительно раньше, чем считали ученые / Фото Nature Plants
С помощью нового молекулярного трекера JISS1:LUC исследователи смогли в реальном времени увидеть, как иммунные сигналы распространяются от инфицированного листа к остальным растениям всего за 3 – 4 часа. Эти сигналы движутся через эпидермальные и сосудистые ткани.
Исследование указывает на многофазную стратегию защиты:
- Жасмонаты выполняют роль тревожной сирены, координируя быстрый мобильный сигнал о приближении угрозы.
- Салициловая кислота впоследствии укрепляет и стабилизирует оборону, обеспечивая длительную защиту.
Ученые выяснили, что даже растения, которые не способны производить салициловую кислоту, все равно запускали раннюю волну сигнализации. Однако без жасмонатов системный иммунитет полностью исчезал: растения защищали только место поражения, но оставляли другие листья уязвимыми к вторичным инфекциям.
Кроме того, жасмонаты оказались необходимыми для поддержания электрических сигналов, похожих на те, что возникают во время механических повреждений.
Почему это действительно полезное открытие?
Понимание того, что растения имеют "быструю" фазу иммунитета, открывает путь к биоинженерии культур нового поколения. Вместо того чтобы полагаться на химическую обработку, ученые предлагают активировать внутренние ресурсы самой флоры.
Благодаря стимуляции естественного иммунитета отпадет потребность в большом количестве пестицидов и фунгицидов, которые вредят окружающей среде. Растения фактически получат "программное обновление" своей собственной системы безопасности.
Такой подход позволит уменьшить потери урожая от ржавчины, фитофтороза или мучнистой росы без использования экологически вредных химикатов.