В дикой природе многие виды животных, особенно те, у которых есть известные хищники, сигнализируют друг другу о надвигающейся опасности, используя различные методы – от запаха до звука. Теперь, благодаря многочисленным исследованиям на эту тему, есть основания полагать, что растения тоже могут подавать сигнал тревоги при угрозе нападения. Исследование опубликовано в журнале “Физиология растений”.
Предыдущие исследования показали, что растения сои и горчицы полевой (Brassica rapa) демонстрируют повышенную защиту от травоядных вредителей при выращивании рядом с мятой, активируя защитные гены в своих листьях в результате “подслушивания” мятных летучих веществ. Проще говоря, если листья мяты повреждаются после нападения травоядных, растения, растущие в непосредственной близости, реагируют на это, активируя свои системы защиты от травоядных в ответ на химические сигналы, выделяемые поврежденным растением мяты.
Чтобы лучше понять этот механизм, группа исследователей из нескольких японских исследовательских институтов, включая Токийский научный университет, изучила эти реакции у Arabidopsis thaliana, модельного растения, широко используемого в биологических исследованиях.
“В этом исследовании мы предположили, что ацетилирование гистонов, или так называемая эпигенетическая регуляция, вовлечена в феномен развития устойчивости”, — объясняет доктор Ген-Ичиро Аримура, профессор Токийского научного университета и один из авторов исследования.
Ученые подвергли растения воздействию β-оцимена, летучего органического соединения, часто выделяемого растениями в ответ на нападения травоядных, таких как Spodoptera litura. Затем исследователи попытались определить точный механизм действия летучего химического вещества, активирующего защиту растений.
Результаты оказались интересными – в листьях арабидопсиса индуцировались защитные признаки, предположительно через “эпигенетические” механизмы, которые относятся к регуляции генов, происходящей под воздействием внешних факторов окружающей среды. В данном случае летучие химические вещества, выделяемые поврежденными растениями, увеличивали ацетилирование гистонов и экспрессию защитных генов-регуляторов, включая гены этиленового фактора реакции “ERF8” и “ERF104”.
Команда обнаружила, что определенный набор ферментов ацетилтрансфераз гистонов (HAC1, HAC5 и HAM1) отвечает за индукцию и поддержание антигистоновых свойств.
По мнению исследователей, коммуникация между растениями посредством летучих соединений (известная как феномен “говорящего растения”) потенциально может быть применена в системах органического выращивания. Это могло бы повысить устойчивость растений к вредителям и эффективно снизить массовую зависимость от пестицидов.
