_ Cercetările descoperă că plantele folosesc stresul cauzat de secetă hormon care blochează acarienii de păianjen

Descoperirile recente conform cărora plantele folosesc un mecanism de supraviețuire la secetă pentru a se apăra și împotriva dăunătorilor care sug nutrienți ar putea informa viitoarele programe de ameliorare a culturilor menite să realizeze un control mai bun al dăunătorilor la scară largă.

Porii microscopici ai frunzelor (stomatele) sunt importanți pentru schimbul de gaze, dar sunt și locurile majore pentru pierderea apei. Când există o lipsă de apă, plantele acționează pentru a conserva apa producând hormonul stresului de secetă ABA pentru a-și închide stomatele.

În mod coincidență, închiderea stomatelor împiedică, de asemenea, punctele de intrare preferate pentru dăunătorii care sug nutrienți, cum ar fi păianjenul. acarieni. Păianjenul cu două pete este unul dintre cei mai dăunători din punct de vedere economic – nu este pretențios și atacă o gamă largă de peste 1000 de plante, inclusiv 150 de culturi.

Abia vizibili cu ochiul liber, acești dăunători minusculi. străpunge și apoi suge celulele vegetale uscate. Ele pot ajunge la un număr enorm foarte rapid și pot fi unul dintre cei mai distructivi dăunători din industria grădinii și horticulturii, stricând plantele de casă și reducând recoltele de legume, fructe și culturi de salate.

Au existat dezbateri. despre rolul ABA în rezistența dăunătorilor. Inițial, s-a observat că stomatele se închid atunci când plantele sunt atacate de dăunători care sug nutrienți, ceea ce duce la diverse ipoteze, inclusiv că această închidere ar putea fi un răspuns al plantei la pierderea apei din cauza hrănirii dăunătorilor sau chiar că dăunătorii acționează pentru a închide stomatele. pentru a preveni ca plantele să trimită substanțe volatile de suferință către prădătorii dăunători.

Într-o colaborare între Centrul pentru Biotehnologie și Genomică a Plantelor (CBGP) din Spania și Laboratorul Sainsbury de la Universitatea Cambridge (SLCU), cercetătorii care studiază modul în care cresonul thale (Arabidopsis) thaliana) răspunde la păianjenul cu două pete (Tetranychus urticae) au determinat ca planta să intre în acțiune aproape imediat, utilizând același hormon ca și pentru secetă pentru a bloca, de asemenea, păianjenul să pătrundă în țesuturile plantei și, ca urmare, reducând semnificativ daunele dăunătorilor. .

Descoperirile publicate în Plant Physiology au constatat că închiderea maximă a stomatelor este atinsă într-un interval de timp de 24 până la 30 de ore.

„Stomatele deschise sunt deschideri naturale în care dăunători precum afidele și acarienii își introduc structurile de hrănire specializate, numite stilturi, pentru a străpunge și apoi a aspira conținutul bogat în nutrienți din celulele sub-epidermice individuale”, a spus Irene Rosa-Díaz, care a efectuat experimentele cu acarienii la SLCU și CBGP în timpul doctoratului. . cu profesorul Isabel Diaz de la Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas, Universidad Politécnica din Madrid și Institutul Național de Cercetare și Tehnologie Agricolă și Alimentară (UPM-INIA) .

„Am putut demonstra infestarea cu acarieni. a indus un răspuns rapid de închidere a stomatelor, hormonul vegetal ABA crescând în țesuturile frunzelor - cel mai ridicat în celulele stomatice și vasculare, dar și în toate celelalte celule ale frunzelor măsurate. Am demonstrat prin mai multe experimente diferite că închiderea stomatică împiedică acarienii.

„Plantele care au fost pre-tratate cu ABA pentru a induce închiderea stomatelor și apoi infestate cu acarieni au prezentat o scădere a leziunilor acarienilor, în timp ce plantele mutante cu deficit de ABA, unde stomatele nu se pot închide bine și plantele care au o stomată mai mare sunt mai susceptibile la acarieni.”

Grupul de cercetare al lui Alexander Jones de la SLCU dezvoltă biosenzori in vivo care dezvăluie dinamica hormonală în plante la o rezoluție fără precedent, inclusiv ABACUS2 care a cuantificat ABA celular în aceste experimente cu acarieni.

Dr. Jones a spus că studiul evidențiază interacțiunile importante dintre stresul biotic și abiotic la plante, „Indiciile de avertizare timpurie de la hrănirea acarienilor induce o cascadă de molecule de semnalizare imună, inclusiv acid iasmonic (JA) și acid salicilic (SA), printre alte răspunsuri chimice. Împreună. , aceste rezultate arată că acumularea de ABA și închiderea stomatică sunt, de asemenea, mecanisme cheie de apărare folosite pentru a reduce daunele acarienilor.

"Următorul pas este să investighezi care este semnalul inițial produs de acarieni că planta detectează că apoi duce la acumularea de ABA. Mecanismele biochimice utilizate de plantă ca semnale ale atacului dăunătorilor ar putea fi orice, inclusiv vibrații de hrănire a acarienilor, proteine ​​salivare acarienilor, substanțe chimice produse de acarieni sau activitatea acarienilor, leziuni directe ale celulelor (răni) sau alte molecule asociate cu acarienii. /p>

„Identificarea declanșatorilor inițiali ar putea fi utilizată pentru a dezvolta noi tratamente pentru culturi pentru a înarma plantele înaintea infestărilor prezise dăunători. Este important, eforturile de a selecta plante cu trăsături stomatice modificate, care trebuie deja să echilibreze o fotosinteză vs. schimbul de conservare a apei, ar putea lua în considerare și rezistența la dăunători dăunători.”

(Fluierul)