_ Volatile din frunze verzi pot funcționează ca un pesticid mai puțin toxic pentru fermieri

Te-ai întrebat vreodată despre acea notă ascuțită și verde care îți lovește nasul când tunzi gazonul sau tăiați tulpinile de flori? Acestea sunt volatile din frunze verzi sau GLV: uleiuri ușor evaporate pe care plantele le folosesc pentru a comunica cu alte plante și pentru a se apăra împotriva ierbivorelor sau agenților patogeni precum bacteriile sau ciupercile.

Aproape fiecare plantă verde poate sintetiza și elibera rapid GLV atunci când atacat, atât apărând direct atacatorii, cât și atrăgând indirect prădătorii ierbivorelor, cum ar fi insectele, și amorzând celelalte mecanisme de apărare ale plantei. Cercetătorii știu că GLV joacă un rol important în protejarea plantelor, dar modul în care funcționează rămâne neclar.

Sunt cercetător în biochimie și, printr-o colaborare între laboratorul Wang și laboratorul Stratmann de la Universitatea din Carolina de Sud, Eu și colegii mei studiem modul în care celulele plantelor desfășoară substanțe volatile din frunze verzi. În cercetarea noastră recent publicată în Plant, Cell & Environment, am identificat potențialele căi de semnalizare pe care le folosesc GLV-urile pentru a induce răspunsuri de apărare în celulele de tomate. Scopul nostru final este să găsim modalități de a folosi GLV pentru a controla dăunătorii agricoli pentru o agricultura mai curată.

Plantele folosesc multe sisteme de apărare pentru a se proteja. Prima linie de apărare implică detectarea invadatorilor microbieni și a prezenței daunelor folosind modele moleculare asociate daunelor, sau DAMP-uri, care sunt molecule eliberate de celulele deteriorate sau pe moarte.

Atunci când o celulă identifică un DAMP, aceasta declanșează un răspuns imun și promovează mecanismele de reparare. De asemenea, duce la modificări ale concentrației ionilor de calciu, activând în continuare genele și proteinele legate de sistemul imunitar. DAMP-urile activează, de asemenea, proteine ​​comune în multe căi de semnalizare a stresului care activează alte răspunsuri de apărare.

Multe studii au arătat că efectele GLV sunt similare cu DAMP-urile. Prin urmare, echipa mea și cu mine am vrut să dovedim dacă GLV-urile pot acționa și ca DAMP.

Pentru a face acest lucru, am studiat ce proteine ​​sunt activate sau dezactivate în celulele de tomate. Schimbarea chimică a structurii unei proteine ​​printr-un proces numit fosforilare o activează sau o dezactivează. Fosforilarea proteinelor joacă un rol central în reglarea unui număr mare de procese celulare și implică multe căi de transmitere a semnalului. Studierea fosfoproteomului, sau a tuturor proteinelor care sunt fosforilate într-un singur sistem, ale celulelor de tomate ne-ar putea ajuta să comparăm căile de semnalizare ale GLV-urilor și ale DAMP-urilor.

Am descoperit că multe dintre proteinele implicate în semnalizarea volatilă a frunzelor verzi. căile au fost implicate în reglarea stresului. Acestea au inclus multe componente ale căilor de semnalizare DAMP, susținând ipoteza noastră că GLV-urile funcționează ca DAMP-urile în activarea răspunsurilor de apărare.

Agricultura pune adesea o presiune semnificativă asupra resurselor naturale și a mediului. De exemplu, utilizarea pesticidelor convenționale poate duce la degradarea mediului și la rezistența dăunătorilor.

Biopesticidele sunt în creștere în popularitate ca alternativă mai puțin toxică. Acestea sunt organisme sau compuși care apar în mod natural care suprimă creșterea și răspândirea dăunătorilor. De exemplu, compușii organici volatili din plante sunt un tip de biopesticid care s-a dovedit a permite utilizarea redusă a insecticidelor sintetice pentru a gestiona dăunătorii din cerealele alimentare depozitate.

De aceea, GLV-urile pot fi, de asemenea, biopesticide eficiente în agricultură. . Un studiu a arătat că GLV-urile pot atrage un dăunător al plantelor, gândacul Apion miniatum, pentru a se hrăni cu o buruiană invazivă și greu de controlat, Rumex confertus. În plus, studiile de teren asupra plantelor sălbatice de tutun au descoperit că eliberarea GLV-urilor poate atrage inamicii ierbivorelor. Prezența acestor concurenți erbivori nu numai că poate controla insectele dăunătoare, ci și poate crește producția de plante infestate.

Prin cercetări suplimentare, credem că GLV-urile au potențialul de a controla în mod natural dăunătorii și de a sprijini agricultura durabilă.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)