a kukoricalevelekkel táplálkozó hernyók ürülékükkel indukálják a növény védelmét, lehetővé téve számukra, hogy többet egyenek és gyorsabban növekedjenek.

a felfedezés egy újabb felfedezés a növények és a rovarok között áthaladó számtalan kémiai jelről, a tudósok szerint.

a növényeket folyamatosan fenyegeti a növényevő rovarok támadása. Közel 400 000 növényevő rovarfaj ismert, hogy 300 000 növényfajon él.

amikor ezek a növényevők növényekkel táplálkoznak, nemcsak mechanikai károkat okoznak, hanem gyakran olyan anyagokat hagynak maguk után, amelyek manipulálják a növény növényevőre adott válaszát. Az anyagok analógak a mikrobiális vegyületekkel, amelyek befolyásolják a növényi válaszokat a patogén gombákra vagy baktériumokra.

őszi armyworm lárvák mohón táplálkoznak a levelek a zárt örvények kukorica növények, és szükség szerint ürít a közelben a hasadékok, ahol a levelek megfelelnek a szárak. Ezekben a struktúrákban bőséges mennyiségű széklet vagy “frass” halmozódik fel, és hosszú ideig ott maradhat.

“hátrányos lenne, ha a rovar olyan jeleket helyezne el, amelyek fokozhatják a növény védekezését, ezért megvizsgáltuk, hogy a frass milyen kémiai vegyületei jelzik a növényt” – mondja Dawn Luthe, a Penn State növényi stresszbiológiájának professzora.

kórokozó vagy rovarvédelem

” kiderült, hogy a hernyó frass becsapja a növényt, hogy érzékelje, hogy gombás kórokozók támadják meg, és védelmet nyújt ellenük, ezáltal elnyomva a növény növényevőkkel szembeni védelmét.

“a növények nem tudnak egyszerre védekezni mind a kórokozók, mind a rovarok támadói ellen—vagy be kell kapcsolniuk az utat a növényevők elleni védekezéshez, vagy az utat a kórokozók elleni védekezéshez.”

a Journal of Chemical Ecology-ban közzétett eredmények a frass specifikus összetevőinek izolálásához vezethetnek, amelyeket be lehet építeni egy növényekre permetezhető vegyületbe, mondja Luthe.

egy ilyen szerves, ökológiailag fenntartható peszticid fokozhatja a növények védekezését a kórokozók ellen. Vagy talán a növényeket genetikailag módosíthatják, hogy beépítsék a frass fehérjéit, hogy növeljék a növény natív kórokozókkal szembeni rezisztenciáját.

A Caterpillar frass a gazdanövényből, magából a rovarból és a kapcsolódó mikrobákból származó molekulákból áll, és ezért bőséges jeleket szolgáltat, amelyek megváltoztathatják a növényvédelmi válaszokat, mondja Swayamjit Ray vezető kutató, az intercollege Növénybiológiai program doktori hallgatója. Az őszi armyworm hernyó frass fehérjéi kezdetben sebre reagáló védekező géneket indukáltak a kukoricában; azonban, nem sokkal később egy patogenezishez kapcsolódó védelmi gént indukáltak.

a kórokozók frass fehérjék általi védekezésének kiváltása korrelációban volt a növényevők fokozott növekedésével és a gombák patogén prevalenciájának csökkenésével az idő múlásával. Ezek a válaszok eltérnek a tipikus növényi válasz orális váladék az őszi armyworm hernyó, és az eredmények előkészítik az utat azonosítása fehérje molekula a kiválasztás egy növényevő, amely kiváltja a kórokozó-védelmi válaszokat, miközben elnyomja növényevő védelmet a növényekben.

hipotézisük tesztelésére a kutatók frass kivonatot alkalmaztak a kukoricanövények leveleire, és összehasonlították a levelekkel táplálkozó őszi armyworm hernyók növekedését a kezeletlen levelekkel táplálkozó hernyók növekedésével.

mérték egy gombás kórokozó teljesítményét is a kukoricalevél frass kezelésére adott válaszként. A leveleket egy gomba spóráival oltották be, amely a kukoricában levélfoltosságot okoz (Cochliobolus heterostrophus).

“a növény észreveszi, hogy egy kórokozó támadja meg, nem pedig rovar, ezért bekapcsolja a kórokozók elleni védekezését, így a hernyó szabadon folytathatja a növény táplálását.

“Ez egy ökológiai stratégia, amelyet az evolúció több ezer éve tökéletesített” – mondja Ray.

az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma támogatta a munkát.