Quell'odore pungente e verde di erba appena tagliata?È il grido d'aiuto di una pianta e potrebbe funzionare come pesticida meno tossico per gli agricoltori

Vi siete mai chiesti quale sia la nota acuta e verde che colpisce il vostro naso quando falciate il prato o tagliate gli steli dei fiori?Quelli lo sono volatili delle foglie verdi o GLV:oli facilmente evaporabili che le piante utilizzano per comunicare con altre piante e difendersi dagli erbivori o dagli agenti patogeni come batteri o funghi.

Quasi ogni pianta verde può farlo rapidamente sintetizzare e rilasciare GLV quando vengono attaccati, sia respingendo direttamente gli aggressori, sia attirando indirettamente i predatori di erbivori come gli insetti e innescando gli altri meccanismi di difesa della pianta.I ricercatori sanno che i GLV svolgono un ruolo importante nella protezione delle piante, ma il modo in cui funzionano rimane poco chiaro.

Sono un ricercatore di biochimica, e attraverso una collaborazione tra il Laboratorio Wang E Laboratorio Stratmann dell’Università della Carolina del Sud, io e i miei colleghi studiamo come le cellule vegetali distribuiscono i volatili delle foglie verdi.Nel nostro ricerca recentemente pubblicata, abbiamo identificato le potenziali vie di segnalazione utilizzate dai GLV per indurre risposte di difesa nelle cellule di pomodoro.Il nostro obiettivo finale è trovare modi per utilizzare i GLV per controllare i parassiti agricoli per un’agricoltura più pulita.

Sistemi di difesa nelle piante

Le piante utilizzano molti sistemi di difesa per proteggersi.IL prima linea di difesa comporta il rilevamento di invasori microbici e la presenza di danni utilizzando modelli molecolari associati al danno o DAMP, che sono molecole rilasciate da cellule danneggiate o morenti.

Quando una cellula identifica un DAMP, innesca una risposta immunitaria e promuove meccanismi di riparazione.Porta anche a cambiamenti nella concentrazione degli ioni calcio, attivando ulteriormente i geni e le proteine ​​​​correlati al sistema immunitario.Anche i DAMP attivare le proteine comune in molti percorsi di segnalazione dello stress che attivano altre risposte di difesa.

Molti studi hanno dimostrato che il effetti di I GLV lo sono simile a DAMP.Pertanto, io e il mio team volevamo dimostrare se i GLV possono agire anche come DAMP.

Per fare ciò, abbiamo studiato quali proteine ​​vengono attivate o disattivate nelle cellule di pomodoro.Cambiare chimicamente la struttura di una proteina attraverso un processo chiamato fosforilazione lo accende o lo spegne.La fosforilazione delle proteine ​​svolge un ruolo centrale nella regolazione di un gran numero di processi cellulari e coinvolge molte vie di trasmissione del segnale. Studio del fosfoproteoma, o tutte le proteine ​​che sono fosforilate in un sistema, delle cellule di pomodoro potrebbero aiutarci a confrontare le vie di segnalazione di GLV e DAMP.

Abbiamo scoperto che molte delle proteine ​​coinvolte nelle vie di segnalazione volatile delle foglie verdi erano coinvolte nella regolazione dello stress.Questi includevano molti componenti delle vie di segnalazione DAMP, supportando la nostra ipotesi che i GLV funzionino come DAMP nell'attivazione delle risposte di difesa.

Utilizzo dei GLV in agricoltura

L’agricoltura esercita spesso una pressione significativa sulle risorse naturali e sull’ambiente.Ad esempio, l'uso di pesticidi convenzionali può portare a degrado ambientale e resistenza ai parassiti.

Biopesticidi stanno diventando sempre più popolari come alternativa meno tossica.Questi sono organismi o composti presenti in natura che sopprimono la crescita e la diffusione dei parassiti.Per esempio, composti organici volatili dalle piante sono un tipo di biopesticida che ha dimostrato di consentire un uso ridotto di insetticidi sintetici per gestire i parassiti nei cereali alimentari immagazzinati.

Pertanto, i GLV possono anche essere biopesticidi efficaci in agricoltura.Uno studio ha dimostrato che i GLV possono attirare un parassita delle piante, il Apione miniato scarafaggio, di cui nutrirsi un'erbaccia invasiva e difficile da controllare, Rumex confertus.Inoltre, studi sul campo sulle piante di tabacco selvatico hanno scoperto che il rilascio di GLV può attirare i nemici degli erbivori.La presenza di questi concorrenti erbivori non solo può controllare gli insetti nocivi, ma anche aumentare la produzione delle piante infestate.

Con ulteriori ricerche, riteniamo che i GLV abbiano il potenziale per controllare naturalmente i parassiti e sostenere l’agricoltura sostenibile.