Научный взгляд: как растения научились противостоять паутинным клещам

Используя усовершенствованный флуоресцентный биосенсор (ABACUS2), способный выявлять крошечные изменения концентрации растительных гормонов на клеточном уровне, ученые обнаружили, что абсцизовая кислота — гормон стресса, связанный с реакцией растений на засуху, — вызывает закрытие устьиц после заражения паутинными клещами.

Микроскопические устьица необходимы для газообмена и транспирации. При нехватке воды растения вырабатывают абсцизовую кислоту и закрывают устьица.

Закрытие устьиц также препятствует проникновению паутинных клещей. Двупятнистый паутинный клещ Tetranychus urticae является опасным вредителем, поражающим более 1 тыс. растений, включая около 150 видов сельскохозяйственных культур. Клещи, едва заметные невооруженным глазом, прокалывают и затем высасывают клетки растений. Tetranychus urticae быстро достигает огромной численности и становится одним из самых разрушительных вредителей в садоводстве и овощеводстве.

Ученые Национального института исследований и технологий сельского хозяйства и пищевой промышленности (Испания) и Кембриджского университета (Великобритания), изучающие реакцию резуховидки Таля Arabidopsis thaliana на двухпятнистого паутинного клеща, установили, что растение практически сразу же начинает действовать, используя абсцизовую кислоту, чтобы блокировать проникновение паутинного клеща в ткани растения и снизить ущерб от вредителя, максимальное закрытие устьиц достигается в течение 24–30 часов.

В ходе многочисленных экспериментов было показано, что растения, предварительно обработанные гормоном, были меньше повреждены клещами, в то время как растения с дефицитом гормона, у которых устьица не могли хорошо закрываться, а также растения с большим количеством устьиц были более восприимчивы к клещам.

Полученные результаты исследования могут стать основой для будущих программ селекции сельскохозяйственных культур, направленных на улучшение борьбы с вредителями в широком масштабе.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят изучение карантинных и других особо опасных клещей и насекомых, как в качестве вредителей сельскохозяйственных культур, так и в роли переносчиков различных возбудителей болезней. Выявление и идентификацию опасных клещей и насекомых в подкарантинной продукции осуществляют аккредитованные лаборатории ФГБУ «ВНИИКР», предотвращая риск проникновения и распространения вредителей на территории Российской Федерации.

Источник: Irene Rosa-Díaz, James Rowe, Ana Cayuela-Lopez, Vicent Arbona, Isabel Díaz, Alexander M Jones. Spider mite herbivory induces an abscisic acid-driven stomatal defense. Plant Physiology, 2024; DOI: 10.1093/plphys/kiae215