Картофель выделяет молекулу, которую перерабатывают почвенные микробы, и это заставляет паразитов вылупляться. Ученые из Университета Кобе раскрыли эту трехстороннюю связь, и это не только меняет представление о взаимодействии растений с окружающей средой, но и открывает путь для борьбы с вредителями.

Картофельная цистообразующая нематода — паразит, поражающий корни картофеля и томатов. Если с ней не бороться, урожай может серьезно пострадать. Яйца этого червя сохраняются в почве до 20 лет и активируются, когда чувствуют определенные вещества, выделяемые корнями растений. Ученый-фитохимик Мизутани Масахару объясняет:

Если обработать почву этими веществами до посадки, паразиты вылупятся раньше времени и погибнут без пищи. Это называется «самоубийственное вылупление». Но проблема в том, что растения выделяют эти вещества в ничтожных количествах, и их сложно обнаружить.

Ранее команда выяснила, что из двух известных веществ, вызывающих вылупление, растения производят только одно — соланэцлепин B (SEB). Второе вещество, соланэцлепин A (SEA), образуется из SEB под действием микробов.

Когда мы измерили скорость реакции, то заметили, что после добавления в почву выделений томатных корней уровень SEB сначала возрастал. Это навело нас на мысль, что есть еще какое-то неизвестное вещество, которое растения выделяют, а микробы превращают его сначала в SEB, а потом в SEA, — говорит Мизутани.

В журнале New Phytologist команда опубликовала открытие нового соединения — соланэцлепина C (SEC). Оказалось, что растения выделяют его в 20 раз больше, чем SEB.  «Но самое интересное — SEC сам по себе не провоцирует вылупление паразитов. Зато в почве микробы быстро превращают его в SEB, а затем в SEA, который уже активирует нематод. Получается, растения выделяют одно вещество, а паразиты реагируют на другое — это новый тип трехстороннего взаимодействия».

Почему растения вообще производят эти вещества? Обычно они выделяют соединения, чтобы привлечь полезные микробы, помогающие добывать воду и питательные элементы.

Мы проверили разные условия и увидели, что растения активнее выделяют SEC и SEB при нехватке азота или фосфора. Возможно, это сигнал SOS для микробов, но паразиты научились его перехватывать, — предполагает Мизутани.

Пока неясно, какую пользу SEC приносит самим растениям.

На первый взгляд, вещество, которое привлекает вредителей, кажется бесполезным. Но, скорее всего, у него есть и другие функции.

Что касается сельского хозяйства, использовать эти молекулы для «самоубийственного вылупления» пока сложно — их структура слишком замысловата.

Но если найти более простой аналог, метод может стать эффективным оружием против нематод.

Открытие SEC и механизма его преобразования в SEB/SEA дает:

• Новый инструмент борьбы с паразитами — можно разработать приманки для преждевременного вылупления нематод.
• Понимание химической коммуникации растений — как они управляют почвенной микробиотой и чем рискуют.
• Основу для создания устойчивых сортов — если подавить выделение SEC, паразиты останутся «слепыми».

Исследование не ответило на ключевой вопрос: зачем растениям SEC, если он вредит им, привлекая паразитов? Возможно, вещество участвует в других процессах, например, в защите от грибков. Без этого данные выглядят неполными.

Ранее ученые пришли к выводу, что картофель с кожурой полезен для сердца и сосудов.