Растения-паразиты извлекают воду и питательные вещества из растений-хозяев. Но что делает этих паразитов такими успешными? Исследование под руководством профессора Сюзанн Викке из Института эволюции и биоразнообразия Мюнстерского университета показало, что некоторые растения-паразиты активируют свои органы питания (гаустории) независимо от растения-хозяина. Эта стратегия увеличивает их способность успешно заражать хозяина.
Результаты исследования
Учёные обнаружили, что паразиты уже производят различные вещества в своих семенах и выделяют их. Таким образом, они запускают развитие своих гаусторий даже без хозяина. Это позволяет молодым паразитам очень рано достичь состояния, в котором они могут особенно быстро и эффективно прикрепиться к растению-хозяину. Такая «самоактивация» органа питания паразита увеличивает их способность успешно заражать хозяина — ключевой фактор, объясняющий, почему с этими сорняками так трудно бороться в сельском хозяйстве.
Наблюдения исследователей
Исследователи наблюдали это явление у трёх видов растений-паразитов семейства заразиховых, которые поражают, например, масличные культуры, полевые бобы, рис или кукурузу и могут вызывать значительные потери урожая. К ним относятся виды, которые живут полностью за счёт своих хозяев, и другие, которые частично независимы после периода полной зависимости под землёй. Все они показали независимую предварительную активацию своих гаусторий, хотя и в разной степени.
По словам Викке, «исследование показывает, что этот механизм может быть более распространённым, чем предполагалось ранее». Результаты изменили фундаментальное представление о растениях-паразитах. Долгое время считалось, что эти вредители начинают развивать свои гаустории только тогда, когда хозяин выделяет специфические факторы роста.
Выводы и перспективы
Открытие того, что растения-паразиты инициируют ключевые процессы развития автономно и на очень ранних стадиях, открывает новые возможности для борьбы с паразитическими сорняками. Например, можно будет воздействовать на собственные сигнальные молекулы паразита, которые запускают формирование гаустория, или препятствовать ранней активации генов, связанных с гаусториями.
Исследование также показывает, что отдельные классы соединений могут оказывать значительно более сильное влияние на развитие гаусториев при совместном действии, чем при индивидуальном применении, и что специфические гены паразита активируются в определённые моменты времени развития, включая те, которые необходимы для установления сосудистой связи, через которую паразит в конечном итоге получает воду и питательные вещества от хозяина.
Более того, семена других видов растений — независимо от того, являются ли они хозяевами или нет — выделяют соединения, которые усиливают этот процесс самоактивации. Это подчёркивает общую плотность семян в заражённых почвах как ранее недооценённый экологический фактор, который может влиять на появление паразитов и который можно использовать в будущих стратегиях борьбы.
Методы исследования
Исследователи сочетали эксперименты по прорастанию и росту в строго контролируемых условиях с различными методами микроскопии, чтобы непосредственно наблюдать за развитием молодых паразитических растений. Для определения растворённых веществ исследователи использовали особо чувствительный метод анализа (UHPLC-MS/MS), который позволил им точно измерить крошечные количества различных молекул. Кроме того, они зафиксировали, какие гены включаются в клетках в точно определённые моменты времени и контролируют процессы развития.
Предоставлено Мюнстерским университетом.
Другие новости по теме
- Редкое цветение пальм в Рио
- Зуб морской рептилии указывает на то, что мозазавры могли обитать в пресной воде.
- Белые медведи адаптируются к более тёплому климату, говорится в исследовании
- Исследователи обнаружили новое взаимодействие белка и РНК, которое может помочь в лечении рубцевания тканей
- Путь от фотосинтеза к продовольственной безопасности
- Питательные свойства желудей подтверждены в исследовании
- Грибы-союзники защищают корни растений от болезней, переписывая правила заражения
- Как экстремальные погодные явления влияют на торговлю сельскохозяйственной продукцией между штатами США
- Москиты, созданные в лаборатории, предотвращают развитие малярийного паразита, открывая путь для будущих полевых испытаний
- Крысы используют каннабис для борьбы со стрессом
Другие новости на сайте
- Глобальные оценки систематически занижают масштабы острого голода
- Шведские пресноводные бактерии раскрывают утраченные гены и неожиданные способности к фотосинтезу
- Скрытые закономерности изоляции и сегрегации обнаружены во всех городах Америки
- Редкое цветение пальм в Рио
- Древняя подводная стена, датируемая 5800 годом до н. э., обнаружена у французского побережья
- Землетрясение магнитудой 6,7 вызвало небольшие волны цунами у северо-восточного побережья Японии.
- Научный юмор важнее, чем когда-либо: основатель премии Ig Nobel
- BBVA и OpenAI объединяются для трансформации глобального банкинга.
- Зуб морской рептилии указывает на то, что мозазавры могли обитать в пресной воде.
- Новый метод повышает надёжность статистических оценок