Vastupidavad juured: ussid vaenlaste vastu

Selgitati maa-aluste taimeorganite kaitsestrateegiaid

Juureussi vastsed ründavad maisi juuri © Sergio Rasmann ja Matthias Held, Neuchateli ülikool
ettelugemist

Jena Max Plancki Keemilise Ökoloogia Instituudi ja Šveitsi Neuchateli ülikooli teadlased leidsid, et taimejuured pole kaitsetud näljaste mullaelanike vaenuliku rünnaku vastu.

Nagu teadlased teatavad teadusajakirjas Nature, eraldavad juured pärast putukate vastsetega nakatumist pinnasesse messengeerivat ainet, et meelitada ligi teatud usse. Need nematoodid hävitavad toiduna taimi kahjustavaid röövikuid. Nüüd suutsid teadlased tõestada maa all seda, mis oli juba maa peal avastatud: taimed suudavad oma vaenlaste vaenlasi meelitada keemiliste käskjaladega.

Uuriti maisi ja maisi kahjureid

Uuringus keskenduti maisile ja ühele selle kahjurile, läänemaisele juureussile Diabrotica virgifera, samuti nematoodile Heterorhabditis megidis, mis elab maapinnas ja on palja silmaga vaevu nähtav. Lääne-Euroopa maisi kasvatamisel on läänepoolne maisijuurikas põhjustanud saagikuse olulist vähenemist. USA-s tõrjutakse seda kahjurit pestitsiidide abil. Teadlased keskendusid mitte ainult majanduslikel põhjustel maisi taimede loomulikele kaitsemehhanismidele selle kiskja vastu. Nad olid põhimõtteliselt huvitatud sellest, kas toimeained võivad ka juurte kaudu maa all toimuda, kuna need tuvastati lehtedel maa peal pärast putukate toitmist mõni aasta tagasi.

Lisaks kahe erineva maisisordi Ungaris tehtud põldkatsetele ehitasid teadlased laborisse kuuerelvalise niinimetatud "olfaktomeetri". Tuhanded spetsiaalselt aretatud nematoodid vabastati aparaadi keskele ja valisid seejärel kuuest harudest "keemilise raja". Olfaktomeeter näitas seega, millist tüüpi maisi pärast maisijuurte vastsete rünnakut suutis abistavad nematoodid meelitada. Mass-spektromeetriliste mõõtmiste abil sai ravimit (E) -beeta-karüofüleenina tuvastada. See aine toimib kõige puhtamal kujul: kui see asetatakse ühte haru, meelitab see abivalmis usse sama edukalt kui näritud juur.

Maisikasvatus tagab kaitsestrateegia kaotamise

Nende katsete käigus selgus aga veel üks huvitav tulemus. Ted Turlingsi ja Jonathan Gershenzoni ümbruse teadlased leidsid, et ligitõmbavat ainet (E) -beeta-karüofülleeni võib tõesti toota Euroopa aretusmaisi taimedest. Samuti maisi esivanem, Teosinte rohi Zea mays ssp. parviglumis, võib toota (E) -beeta-karüofüreeni. Põhja-Ameerika maisisordid seevastu ei suuda seda lõhna juurte kaudu vabastada. Tõenäoliselt on taimede võime moodustada (E) -beeta-karüofüreeni kaudse kaitsena putukate vastsete vastu Põhja-Ameerikas maisi aretamise käigus märkamatult. kuva

"Pole üllatav, et geneetilised tunnused, mis on välja arendanud taimed looduses mitmesuguste kiskjate vastu suunatud kaitsemeetmete jaoks, on tavapärase taimekasvatuse ajal sajandeid kadunud, " ütlesid teadlased. Eriti sordiaretajad jälgivad ja jälgivad saagikuse omadusi, see tähendab, et nad arendavad põllukultuure, mis lubavad põllumeestele rohelise sööda või suhkrumaisi terade näol palju nähtavat ja kasutatavat biomassi. Keemiliste pestitsiidide suurenenud kasutamise korral ei peetud seda niinimetatud saagikuse suurendamist looduslike röövloomade vastu suunatud vastupidavusomaduste arvelt edasiseks probleemiks: taimtoiduliste putukate nakatumise korral saab talupidaja viivitamatult pestitsiidi puista, et päästa tema aastane saak.

Max Plancki Keemilise Ökoloogia Instituudis nähti aga viimastes tulemustes taas võimalust pestitsiidide kasutamist pikas perspektiivis vähendada. Seetõttu uurivad teadlased mitte ainult selliste põllukultuuride nagu mais, vaid ka looduslike liikide osas, kuidas taimed saaksid ilma inimese sekkumiseta kaitsta suure hulga kahjuriliikide nakatumist. Eriti looduslikel kaitsemehhanismidel on endiselt looduslikud taimed, mille genoome pole inimkäed sajandeid edasi ega tagasi ületanud ning kasvuhoones hellitanud. Nende jälgimine ja loodusest põllumajandusesse naasmine, näiteks kasutades pestitsiididena karüofüleenitaolisi toimeaineid, on üks keemilis-ökoloogiliste uuringute pikaajalisi rakendusi.

Tegelikult on taimeökoloogid suutnud oma välikatsetes näidata, et koorunud pead oli entomopatogeensete nematoodide järel oluliselt väiksem (nimetus näitab, et nad on putukate patogeenid) Vastupidiselt fütopatogeensetele, nii taimi hävitavatele nematoodidele) olid (E) -beeta-karüofüleenisignaali abil külastanud mõjutatud juuri, et hoida juurkaevu juured: veenev näide f r bioloogiline taimekaitse.

(MPG, 07.04.2005 - DLO)