Кукуруза выделяет отгоняющие вредителей летучие вещества: открытие ученых

Богатый урожай кукурузы достигается за счет высокой плотности посева. Но такое поле — лакомый кусок для вредителей. «Царица полей» научилась бороться с патогенами с помощью химической обратной связи между растениями.

Кукуруза, как все растения, и культурные, и дикорастущие, предпочитает простор и свет. Но в погоне за урожаем фермеры высаживают ее слишком часто. Плотность посевов привлекает летающих и ползающих вредителей. И тут «царице полей» приходится постоять за себя.

Источник: Unsplash

Когда кукурузные посевы становятся слишком густыми, растения подают друг другу сигналы, чтобы усилить защиту от вредителей. Исследовательская группа под руководством Дуншэна Го из Чжэцзянского университета обнаружила, что в условиях перенаселения растения кукурузы выделяют в воздух летучее органическое вещество линалоол — спирт, относящийся к терпеноидам с химической формулой C₁₀H₁₇OH..Достигая соседних растений, этот газ запускает защитную реакцию в их корнях.

Хотя посадка культур близко друг к другу увеличивает урожай, это также увеличивает риск появления патогенов и вредителей, таких как гусеницы и африканский кукурузный стеблевой мотылек. В таких случаях кукуруза не остается безучастной. Было известно, что растения могут менять форму в условиях тесноты, например, вырастать выше, чтобы получать больше солнечного света, но об их иммунном ответе было известно мало.

Исследовательская группа сообщает, что на густых полях линалоол действует как сигнал тревоги, побуждая корни соседних растений увеличить выработку жасмоната и других фитогормонов. Это, в свою очередь, приводит к более интенсивному проникновению бензоксазиноидов в почву вокруг корней.

Схема самозащиты кукурузы от вредителей при чрезмерной плотности посевов.

Источник: https://phys.org/

Этот класс химических соединений изменяет бактериальный состав почвы, защищая растения от личинок насекомых-вредителей. Эффект проявляется быстро: усиление защиты от гусениц наблюдается уже через три дня роста в условиях высокой плотности.

Однако в ходе полевых исследований обнаружилась одна загвоздка. Усиление защитных свойств достигается за счет снижения роста, поскольку растения тратят больше ресурсов на защиту.

Ученые также показали, что сама почва, модифицированная густо посаженной кукурузой, также обеспечивала защиту новых культур от различных вредителей. Более поздние посевы были защищены не только от насекомых, но и от нематод. Защитная способность кукурузы сохраняется в почве еще долго после сбора урожая.

Чтобы дать людям богатый урожай, кукурузе приходится изрядно потрудиться.

Источник: Unsplash

Исследование, опубликованное в журнале Science, имеет очевидную ценность для будущего сельского хозяйства. Использование естественного защитного механизма посредством селекции, внедрения микробных инокулянтов и методов синтетической биологии может позволить вывести более устойчивые к внешним воздействиям культуры, требующие меньшего количества химикатов.

О ключевой роли «царицы полей» в доколумбовой Америке — в материале Hi-Tech Mail.