Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Проведена проверка теории оптимальной защиты растений

Проведена проверка теории оптимальной защиты растений

21 февраля 2022




Все растения содержат химические соединения, которые служат для защиты от травоядных и патогенных микроорганизмов. Однако внутри отдельных растений существуют значительные различия в количестве химических защитных средств между различными органами, тканями и стадиями развития. Например, защитные соединения обычно присутствуют в больших концентрациях в молодых листьях (по сравнению со старыми) и в репродуктивных органах (по сравнению с вегетативными). Эти закономерности были рационализированы различными теориями, главной из которых является теория оптимальной защиты. Но эту теорию было очень трудно проверить до недавнего времени.

В течение многих лет ученые разрабатывали теорию, которая предполагает, что средства защиты несут определенные затраты, поскольку они перенаправляют ресурсы с роста и других процессов растений. Следовательно, защитные силы распределяются в тканях и органах растений таким образом, чтобы максимизировать приспособленность растений. Теория оптимальной защиты была в основном проверена с использованием климатических камер и камер роста путем корреляции распределения защитных средств у различных видов растений с измерениями вклада каждой ткани или органа в эволюционную пригодность и вероятности того, что ткань подвергнется нападению травоядных.

В первую очередь, ученые обратили внимание на распределение белков глюкозинолатов в модельном растении Резуховидка Таля в ответ на «нападение» травоядной гусеницы. При повреждении растения обычно глюкозинолаты активируются расщеплением глюкозы, что приводит к образованию токсичных продуктов гидролиза.

Оказалось, что при активном действии гусениц распределение глюкозинолатов у резуховидки Таля было экстренно изменено путем выбивания генов, кодирующих три переносчика. Эти переносчики мобилизовали глюкозинолаты из старых листьев в более молодые, что привело к более высоким концентрациям в молодых листьях. Это подтверждает теорию оптимальной защиты, которая, как правило, применяется к защите растений от травоядных, а не патогенов. Но распределение как конститутивной, так и индуцируемой защиты от патогенов также может регулироваться одними и теми же основными принципами, что приводит к различным уровням защиты в разных органах.

Защитные механизмы против патогенов мобильны у растений, причем первоначальная инфекция в одном органе иногда вызывает системную резистентность всего растения. Фактические антипатогенные агенты также могут быть мобильными, как и было показано в настоящем исследовании для глюкозинолатов.

Данное исследование является выдающимся примером того, как открытия в области биохимии растений могут предоставить инструменты для проверки классической гипотезы в области экологии растений. Глюкозинолаты могут быть использованы в ряде биохимических, физиологических и экологических исследований. В области защиты растений транспортеры дают растениям возможность быстро мобилизовывать химические средства защиты там, где они необходимы, и извлекать их из органа, когда они больше не нужны.

Таким образом, эти белки могут стать ключевыми инновациями, позволяющими растениям сохраняться под воздействием травоядных и патогенов, не нарушая их метаболический бюджет.

DNNDDDND_1000

Другая информация
08 июня 2022
Эволюционные пути биосинтеза токсина α-аманитина у ядовитых грибов

Ученые задаются вопросом, почему такие неродственные ядовитые грибы, как красные мухоморы, лепиота и галерина, производят один и тот же смертельный токсин α-аманитин? 

04 июня 2022
Паразитизм на жвачных животных может иметь каскадные последствия для экосистем

Распространенные паразитарные инфекции снижают уровень травоядности жвачных животных и могут вызывать так называемые трофические каскады.

01 июня 2022
Механистическое происхождение закона роста бактерий

Как происходит клеточное восприятие скорости роста и с помощью каких механизмов бактерии могут обрабатывать сложную пищевую информацию.

28 мая 2022
Главный принцип эффективной стабилизации взгляда у животных

Поскольку глаза, голова и тело имеют различные механические ограничения (например, инерцию), как нервная система адаптирует свой контроль к этим ограничениям?

25 мая 2022
Высоко подвижные клетки метаболически реагируют на плотность коллагена

Во время прогрессирования опухоли потеря тканевого гомеостаза и аберрантная механика ткани играют решающую роль в стимулировании инвазии и злокачественности.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!