Zaščita paradižnika

Zaščita paradižnika

Natalia Reznik
"Trinity Option" št. 16 (235), 15. avgust 2017

Natalia Reznik

Kadar rastlinojede žuželke napadajo rastlino, se upirajo. V njegovem arzenalu obstajajo različna kemična sredstva, ki vam omogočajo, da se izognete škodljivemu organizmu, zmernim apetitom ali vabljivim plenilcem. Morda bodo kmalu rastline začele medsebojno zamenjati svoje prehranjevalce. Ta način varstva v naravnih razmerah še ni opisan, vendar laboratorij že razmišlja o tem.

Eno najučinkovitejših sredstev za zaščito rastlinojedih žuželk je jasmonska kislina. V "mirnem življenju" je fitohormon, ki ureja nastanek semen, rast korenin, razvoj cvetnega prahu in zorenje plodov. Poškodba listov povzroči tudi sintezo jasmonske kisline, nato pa ta spojina stimulira nastanek zaščitnih encimov: inhibitorjev polifenoloksidaze in proteinaze. Ti encimi motijo ​​običajno prebavo rastlinojednih škodljivcev, ki posledično prejemajo manj beljakovin, počasi rastejo in jedo manj. Jasmonska kislina je hlapna spojina. Izpuščen iz lističev, ki ga je iztisnil, doseže sosednje rastline z zrakom in jih opozori, da je sovražnik pri vratih.Ko prejmejo tak signal, rastline začnejo vnaprej sintetizirati zaščitne beljakovine in do trenutka, ko se pojavijo škodljivci, imajo nekaj svojih zalog.

Trikotni žuželke imajo svoje težave. Morajo rasti, in če ni dovolj hrane, uporabljajo rezervni vir beljakovin – videz, ki se hranijo na istem listu. V številnih vrstah je opisano izbirno kanibalizem: mravlje, čebele, kobilice, kadilci, hrošči in gosenice, toda ta pojav je slabo razumljen. Praviloma jo povzroča prevelika gostota žuželk iste vrste.

John Orrock, raziskovalec Univerze v Wisconsinu, se je spraševal, ali bi rastlina postala tako neužitna s kemično obrambo, da bi rastlinojede žuželke raje jedli drug drugega. Če bi študent in diplomant pomagal, se je lotil testiranja svoje hipoteze.

Raziskovalci delajo s tremi tedni rastlinami paradižnika. Solanum lycopersicum, na kateri so se že pojavili 3-4 listi in z majhnimi gosenicami Spodoptera exigua. Kanibalizem teh gosenic je bil opisan pred 40 leti. Paradižnike smo pršili z metil jasmonatom, derivatom jasmonske kisline, ki povzroča sintezo istih zaščitnih encimov.

Sl. 1. Ko listi niso okusni, gosenice jedo drug drugega. Kanibalizem se začne z ugrizom iz ozadja. Fotografija iz news.wisc.edu ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017)) "> Sl. 1. Ko listi niso okusni, gosenice jedo drug drugega. Kanibalizem se začne z ugrizom iz ozadja. Fotografija iz news.wisc.edu ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017) "border = 0> Sl. 1. Ko listi niso okusni, gosenice jedo drug drugega. Kanibalizem se začne z ugrizom iz ozadja. Fotografije iz news.wisc.edu

Znanstveniki so postavili dva eksperimenta. V prvem poskusu so ugotovili, kako reakcije obrambnih rastlin, ki jih inducira metil jasmonat, vplivajo na kanibalizem škodljivcev. Paradižnik je bil obdelan z raztopino metil jasmonata v koncentracijah 0,1, 1,0 ali 10 mM. Četrto kontrolno skupino smo razpršili s puferjem brez metil jasmonata. Uro kasneje je bilo na rastlinah posajenih 8 gosenic z majhno zajemalko iste starosti. Vsak paradižnik je bil v zaprtem cilindru, tako da metil jasmonat ni izhlapel in gosenice niso se širile. Na kontrolnih rastlinah in rastlinah, ki so bile obdelane z nizko koncentracijsko raztopino, so gosenice ujeli listje in sčasoma grizli vse čiste. Začeli so požirati med seboj, ko so bili listi malo (slika 1). Na paradižnikih, obdelanih z metil jasmonatom v srednjih in visokih koncentracijah,slika je bila drugačna: listi so se izkazali za težko zaužitne za gosenice, prvi škodljivci pa so se prvič zamenjali s kanibalizmom, ob koncu poskusa pa je bila razlika med biomasi med krmilnimi rastlinami in rastlinami, obdelanimi z 10 mM metil jasmonatom, petkrat (slika 2). Izkušnja je trajala en teden – do zadnje gosenice.

Sl. 2 Kanibalizem majhnih goseničnikov na rastlinah, obdelanih z metil jasmonatom (MeJ) [1] ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017) ")"> Sl. 2 Kanibalizem majhnih goseničjih gosenic na rastlinah, obdelanih z metil jasmonatom (MeJ) [1] ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017) "border = 0> Sl. 2 Kanibalizem malih gosenic za gugalnice na rastlinah, obdelanih z metil jasmonatom (MeJ) [1]

Torej, zaščita, ki jo povzroči induktor v srednjih in visokih koncentracijah, resnično spodbuja kanibalizem in ščiti rastline. V kolikšni meri spodbujeni kanibalizem pomaga ohraniti listje, so raziskovalci določili v drugem poskusu. Rastline paradižnika so dvakrat pršile z 1 mM raztopino metil jasmonata ali pufrom. Po tem so bili listi iz vsakega paradižanca razrezani in položeni v plastično skodelico z eno gosenico. Poleg tega je polovica skodelic napolnjena z živalsko hrano – po osmih goseničarjev, ubito s hitro zamrzovanjem pri -80 ° C in nato odmrznjeno. Hrana je živahno izgledala.

Če v bližini obstajajo takšne sveže ujetne gosenice, zakaj jih ne jejte! In njihovi živi lopti so bili zakopani na kontrolnih listih in na tiste, ki so jih zdravili z metil jasmonatom. Toda v kontrolnih kozarcih so jedli tudi zelenjavo, v dveh dneh pa so uničili precejšnjo količino (slika 3). Toda na obdelanih listih so se gosenice komaj dotaknile brezkusne vegetacije, poskusile so kanibalizem in se razvile normalno. Če poleg obdelanih listov ni bilo druge hrane, so morali biti zadovoljni z njimi in škodljivci so jih temeljito razvajali. Vendar pa ti listi niso hranljivi, zato gosenice praktično niso rasle.

Sl. 3 Induced kanibalizem škodljivcev vam omogoča, da shranite rastline [1] ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017))) "> Sl. 3 Induced kanibalizem škodljivcev vam omogoča, da shranite rastline [1] ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017) "border = 0> Sl. 3 Induced kanibalizem škodljivcev omogoča ohranjanje rastlin [1] ("TrV" št. 16 (235), 08/15/2017)

Znanstveniki so ugotovili, da ima metil jasmonat v zadostni koncentraciji dvojni učinek. Inducirani kanibalizem lahko zmanjša število škodljivcev in ohranja biomaso obdelanih rastlin, ker gosenice z drugimi živili jedo manj listov.

Kontrolne rastline, ko so jih začele gnezditi, so začele tudi izločati metil jasmonat, vendar je bilo prepozno. Rastline niso imele časa za sintetiziranje prave količine encimov in jedli. In listi z višjo stopnjo povzročene zaščite do začetka napada bi lahko povzročili zgodnje kanibalizem, ki je rastlini omogočal pobeg. Ker je indukcija zaščite značilna za številne rastline, in fakultativni kanibalizem je značilen za številne rastlinojede žuželke, je treba upati, da se bo opisana metoda zaščite izkazala za učinkovito v naravnih razmerah. Vendar je to vprašanje prihodnosti. John Orrock upravičeno poudarja, da je najprej treba preveriti, kako se bodo gosenice obnašale na polju, če niso zaprti v posodi z enojno obdelano rastlino. Raziskovalci tudi nameravajo ugotoviti, kako bo indukovano kanibalizem vplivalo na gostoto škodljivcev, širjenje njihovih parazitov in število plenilcev.

Vprašanje, kaj se bo zgodilo, če bo škropljenje kmetijskih rastlin z metil jasmonatom doseglo industrijski obseg in škodljivci postali odporni proti njej, avtorji prispevka ne razpravljajo.


1.Orrock J., Connolly B., Kuhinja A. Vztrajno zmanjšanje kanibalizma // Naravna ekologija in evolucija. 2017. DOI: 10.1038 / s41559-017-0231-6


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: