Исследования расширяют понимание устойчивости сорго к вредителям

Ученые выявили ключевой растительный гормон, который усиливает самозащиту сорго от угрозы тростниковой тли. Проект является частью широкомасштабной междисциплинарной работы университета по углублению понимания естественной защиты сорго от вредителя.

Ученые из Университета Небраски-Линкольна в сотрудничестве со Службой сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США указали на важность метаболизма ауксина/ИУК и конъюгата ауксина ИУК-Асп, которые участвуют в различных аспектах роста и развития растений.

Сопротивляемость сорго была выше, когда растения имели более высокий уровень идентифицированного гормона IAA-Asp из-за мутации в гене Bmr12, сказал Джо Луис, профессор сельскохозяйственной энтомологии Гарольда В. Эберхарда. Исследователи Husker в первую очередь сосредоточены на том, как мутация этого гена влияет на популяцию тли , и на механизме, который за этим стоит, сказал он.

Определив важность гормона IAA-Asp, исследователи добавляли его в разное количество в рацион тли и обнаружили, что это повышает естественную устойчивость сорго к вредителям.

Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале New Phytologist.

Естественная защита сорго предназначена как дополнение к другим мерам, таким как пестициды и генетически модифицированные растения. Добавив, что естественная защита может обеспечить более прочную и устойчивую защиту в целом, Луи сказал.

С 2013 года тростниковая сахарная тля является серьезным вредителем сорго в Соединенных Штатах, нанося ущерб различными способами.

Во-первых, тля использует свой игольчатый ротовой аппарат, чтобы прокалывать растение и высасывать питательные вещества без видимого повреждения растения изначально. Во-вторых, выделения вредителей, или медвяная роса, покрывают части растения и нарушают фотосинтез, имеющий решающее значение для благополучия растения. В-третьих, тля может переносить вирусные заболевания.

«Если растения выживают и готовы к сбору урожая, а медвяной росы много, комбайн засоряется», — сказал Луис.

Проект Husker уникален своим «целостным» междисциплинарным подходом к этой области науки, сказал он. Исследователи занимаются изучением клеток и тканей на высоком уровне, а также биохимическим, электрофизиологическим и вычислительным анализом.

Луи и его коллеги продолжат изучать, эффективен ли гормон в повышении устойчивости растений к другим типам тли. Они также будут искать дополнительные биологические факторы, которые могут влиять на уровень естественной самозащиты сорго.

Проект проиллюстрировал традицию университета, восходящую к концу 1800-х годов, исследовательского сотрудничества с учеными Министерства сельского хозяйства США. Соавтором статьи New Phytologist является Скотт Сэттлер, внештатный профессор агрономии и садоводства и руководитель исследований в Службе сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, Исследовательском подразделении пшеницы, сорго и кормовых культур в Восточном кампусе.

Помимо Луиса, соавторами являются Саджан Гровер и Хина Пури, выпускники докторантуры по энтомологии; Де-Фен Моу, бывший научный сотрудник по энтомологии, Кумар Шреста, научный сотрудник по энтомологии, и Лиз Пинго, старший научный сотрудник по энтомологии.

Проект был поддержан грантом CAREER Национального научного фонда, а также грантом Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США, предоставленным Луису и Сэттлеру.

Проект принял интересные повороты и повороты, начавшись с изучения лигнина, полимера, обеспечивающего стабильность клеточной стенки и способствующего транспортировке воды. Луис и его коллеги изначально считали, что изменения в уровнях лигнина имеют решающее значение для понимания устойчивости к тле. Но результаты не соответствовали этой гипотезе.

«К нашему удивлению, мы обнаружили, что это не имеет никакого отношения к лигнину», — сказал Луис. «Это заставило нас задуматься, что еще происходит? Поэтому мы начали рассматривать возможность использования всех этих различных технологий, доступных здесь».

Многопрофильный анализ ученых «помог нам сузить круг исследований до этого соединения, индол-3-уксусной кислоты, конъюгированной с аминокислотой аспартат», — сказал он. «Затем мы проверили его непосредственно в рационе тли и обнаружили, что это соединение обеспечивает устойчивость к тле».

По словам Луиса, подобные исследовательские перемещения являются ожидаемой частью сложных научных изысканий.

Источник: Гейтнер Симмонс, Университет Небраски-Линкольна