Почва «запоминает» атаку вредителей и помогает растениям призвать насекомых-защитников

Китайские ученые впервые показали, что почва может надолго сохранять информацию о нападении насекомых на растения. Оказалось, что после повреждения листьев коровий горох (Vigna unguiculata) меняет химию собственных корней. С помощью этого он влияет на сообщества микроорганизмов в почве. Когда на том же месте вырастают новые побеги, они, не получив ни единого укуса, начинают выделять аромат, на который слетаются паразитоидные осы, убивающие вредителями. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.

В ходе эксперимента побеги коровьего гороха, или вигны китайской, выращивали в течение трех недель, а затем к половине из них подселили личинки американской минирующей мухи Liriomyza trifolii. Личинки минирующих мух растут внутри растений и питаются ими. Спустя семь дней все растения выпалывали, а в ту же почву высаживали новые, которые еще не встречались с вредителями. Еще через три недели выяснилось, что «второе поколение» растений привлекало значительно больше самок паразитоидной осы Neochrysocharis formosa. Эти насекомые откладывают яйца в личинок минирующих мух, тем самым сдерживая их численность.

Оказалось, что повреждение листьев запускает синтез жасмоновой кислоты — гормона, который отвечает за защитные реакции у растений. Когда личинки грызли побеги, вигна выделяла жасмонат, который достигал корней, где запускал выброс в почву двух флавоноидов — дайдзеина и генистеина. Эти вещества изменили состав бактерий в ризосфере — узком слое почвы, окружающем корни. В результате в почве заметно увеличилась численность бактерий рода Bradyrhizobium.

Когда ученые стерилизовали грунт, растения перестали привлекать ос. После возвращения в почву микробов осы появлялись вновь. Особенно показателен пример бактерии H5 (один из представителей Bradyrhizobium). При ее попадании в почву у растений, незараженных личинками, повышался уровень жасмоната. Это приводило к тому, что коровий горох усиленно выделял Цис-3 гексенил ацетат — вещество с запахом свежей скошенной травы. Именно этот запах и привлекал ос. Интересно, что блокировка жасмоната с помощью химических ингибиторов сводила на нет все последствия — осы переставали проявлять интерес к растениям. 

Исследование открывает широкие перспективы для агрономии. В теории, манипулируя почвенной микробиотой, можно будет создавать культурные растения, которые изначально будут более привлекательными для природных врагов вредителей.

В Таиланде обнаружен «дьявольский цветок», прячущийся под землей

Первые цветы могли появиться 295 млн лет назад, выяснили ученые

Шмели оказались способны заниматься самолечением

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX