Этот резкий зеленый запах свежескошенной травы?Это крик растения о помощи и он может послужить менее токсичным пестицидом для фермеров.

Вы когда-нибудь задумывались об этой резкой зеленой ноте, которая ударяет в нос, когда вы косите газон или срезаете стебли цветов?Это Летучие вещества зеленых листьев, или GLV:легко испаряющиеся масла, которые растения используют для общения с другими растениями и защиты от травоядных или патогенов, таких как бактерии или грибы.

Почти каждое зеленое растение может быстро синтезировать и высвобождать GLV при нападении они как напрямую отражают атакующих, так и косвенно привлекают хищников травоядных животных, таких как насекомые, и запускают другие защитные механизмы растения.Исследователи знают, что GLV играют важную роль в защите растений, но как они работают, остается неясным.

Я исследователь биохимии, и благодаря сотрудничеству между Ван Лаб и Стратманн Лаборатория из Университета Южной Каролины, мои коллеги и я изучаем, как растительные клетки выделяют летучие вещества зеленых листьев.В нашем недавно опубликованное исследование, мы определили потенциальные сигнальные пути, которые GLV используют для индукции защитных реакций в клетках томата.Наша конечная цель — найти способы использования GLV для борьбы с сельскохозяйственными вредителями и обеспечения более чистого земледелия.

Защитные системы растений

Растения используют множество защитных систем, чтобы защитить себя.А первая линия защиты предполагает обнаружение микробных захватчиков и наличие повреждений с помощью молекулярные паттерны, связанные с повреждением, или DAMP, которые представляют собой молекулы, выделяемые поврежденными или умирающими клетками.

Когда клетка идентифицирует DAMP, она запускает иммунный ответ и запускает механизмы восстановления.Это также приводит к изменения концентрации ионов кальция, что дополнительно активирует гены и белки, связанные с иммунитетом.DAMP также включите белки распространен во многих путях передачи сигналов о стрессе, которые активируют другие защитные реакции.

Многие исследования показали, что эффекты GLV – это похоже на DAMP.Поэтому я и моя команда хотели доказать, могут ли GLV действовать как DAMP.

Для этого мы изучили, какие белки включены или выключены в клетках томата.Химическое изменение структуры белка посредством процесса, называемого фосфорилирование включает или выключает его.Фосфорилирование белков играет центральную роль в регуляции множества клеточных процессов и включает в себя множество путей передачи сигналов. Изучение фосфопротеома, или все белки, фосфорилированные в одной системе клеток томата, могут помочь нам сравнить сигнальные пути GLV и DAMP.

Мы обнаружили, что многие белки, участвующие в летучих сигнальных путях зеленых листьев, участвуют в регуляции стресса.Они включали многие компоненты сигнальных путей DAMP, что подтверждает нашу гипотезу о том, что GLV действуют как DAMP при активации защитных реакций.

Использование GLV в сельском хозяйстве

Сельское хозяйство часто оказывает значительное давление на природные ресурсы и окружающую среду.Например, использование обычных пестицидов может привести к деградация окружающей среды и устойчивость к вредителям.

Биопестициды становятся все более популярными как менее токсичная альтернатива.Это встречающиеся в природе организмы или соединения, подавляющие рост и распространение вредителей.Например, летучие органические соединения из растений — это тип биопестицидов, которые, как было доказано, позволяют сократить использование синтетических инсектицидов для борьбы с вредителями в хранящемся продовольственном зерне.

Следовательно, GLV также могут быть эффективными биопестицидами в сельском хозяйстве.Одно исследование показало, что GLV могут привлекать вредителей растений. Апион миниатюрный жук, питаться агрессивный и трудно поддающийся контролю сорняк, Конференция Румекс.Кроме того, полевые исследования диких растений табака показали, что высвобождение GLV может привлечь врагов травоядных.Присутствие этих травоядных конкурентов может не только контролировать насекомых-вредителей, но и увеличить производство зараженных растений.

Мы считаем, что благодаря дальнейшим исследованиям GLV обладают потенциалом для естественной борьбы с вредителями и поддержки устойчивого сельского хозяйства.