Картоп өз жауларын шақырады: ғалымдар топырақ паразиттерін оятатын молекуланы ашты

Өсімдіктер ұйықтап жатқан зиянкестерді оятатын сигналдар жіберу арқылы өздерін білмей саботаж жасауы мүмкін. Кобе университетінің профессор Масахару Мизутани бастаған ғалымдар тобы негізгі молекуланы анықтады—соланоеклепин C (SEC)—топыраққа картоп тамыры арқылы бөлінеді. Өздігінен зиянсыз болғанымен, SEC түрленеді соланоеклепин B (SEB) топырақ микробтарымен әсер еткенде. SEB содан кейін штрихтауды іске қосады картоп цистасының нематодтары (Globodera rostochiensis және G. pallida), дұрыс химиялық сигнал пайда болғанша ондаған жылдар бойы тыныштықта қала алатын жойқын зиянкестер.

Үш жақты химиялық соғыс: өсімдіктер, микробтар және паразиттер

Бұл жаңалық күрделі үш жақты өзара әрекеттесуді көрсетеді:

1. Картоп шығарылады SEC, әсіресе қоректік стресс жағдайында (азот немесе фосфор аз), пайдалы микробтарды тартуы мүмкін.
2. Топырақ микробтары SEC-ті SEB-ге айналдырады, содан кейін ол соңғы штрихтау сигналына айналады, соланоеклепин А (SEA).
3. Нематодтардың жұмыртқалары SEA анықтайды, тыныштықты бұзу және өсімдікті жұқтыру.

«Біз өсімдік, микробтар және паразит тізбекті молекулалық сигналдар арқылы өзара әрекеттесетін мұндай күрделі химиялық тізбекті бірінші рет көріп отырмыз», - дейді профессор Мизутани.

Неліктен өсімдік өзінің жойылуын талап етеді?

Парадокс эволюциялық сұрақты тудырады: Неліктен картоп оларға зиян келтіретін молекула шығарады? Бір теорияға сәйкес, SEC бастапқыда пайдалы топырақ бактерияларын тарту үшін дамыды, бірақ нематодтар жүйені басып алды. Тағы бір мүмкіндік - SEC өндірісін басу үшін метаболикалық шығындар кездейсоқ нематодты жұқтыру қаупінен асып түседі.

Тұрақты ауыл шаруашылығына салдары

Бұл жаңалық зиянкестермен күресудің жаңа стратегияларын ашады:

• Нематодтарды отырғызу алдында белсендіру: Синтетикалық SEC/SEB аналогтарын отырғызу алдында қолдануға болады, бұл өсімдіктер болмаған кезде нематодтардың шығуына, оларды аштыққа ұшыратады.
• Өсіруге төзімді сорттар: CRISPR немесе дәстүрлі өсіру SEC секрециясын азайтатын картоп штамдарын дамыта алады.
• Микробтық манипуляция: Топырақты өңдеу микробтардың SEC-тің SEB-ге айналуын тежеуі мүмкін.

бойынша Азық-түлік және ауыл шаруашылығы ұйымы (FAO), нематодтар тудырады Жыл сайын дүние жүзінде 125 миллиард доллар егін шығыны, ең көп зардап шеккендердің арасында картоп бар. 2023 жылы зерттеу Табиғат ауыл шаруашылығы деп бағалады ерте нематодтарды инкубациялау әдістері пестицидтерді пайдалануды 40%-ға азайтады картоп шаруашылығында.

Өсімдіктің әлсіздігін фермердің күшіне айналдыру

Бұл зерттеу біздің өсімдік пен паразиттік өзара әрекеттесу туралы түсінігімізді өзгертіп, ауылшаруашылық зиянкестерінің өсімдік биохимиясын қалай пайдаланатынын ашады. Осы химиялық сигналдарды декодтау арқылы ғалымдар дами алады зиянкестермен күресудің дәл әдістері өсімдіктердің төзімділігін арттыра отырып, пестицидтерге тәуелділікті азайтады. Келесі қадам? Синтетикалық SEC туындыларын және микробтық ингибиторларды сынауға арналған далалық сынақтар — картоп пен басқа да осал дақылдардағы нематодтарды басқаруда төңкеріс жасауы мүмкін.