Вредители растений боятся сами себя

Среди многочисленных и разнообразных вредителей растений не последнее место занимают мелкие черви - нематоды, которые паразитируют на корнях. Бороться с ними очень трудно. Сотрудники нескольких академических институтов показали, что если обработать семена водорастворимым хитозаном, то устойчивость растений к паразитам повышается.

Один из видов этих червей, южная галловая нематода, живет в открытом гоунте и в теплицах и повреждает, главным образом, помидоры и огурцы. Нематоды вызывают образование на корнях растения-хозяина опухолей-галлов, в которых они и поселяются. Питаются паразиты соками хозяина. Вредят в основном самки. Они откладывают яйца, из которых развиваются личинки; попадая в почву, они заражают соседние растения. При благоприятных условиях поколение за поколением следуют непрерывно, зараза распространяется так быстро, что галловые нематоды могут погубить более половины урожая. В ответ на повреждения растения начинают защищаться - вырабатывают специальные вещества, которые повышают их устойчивость к паразитам, но часто синтез этих веществ начинается слишком поздно, когда растение уже сильно поражено. Исследования показали, что защитную реакцию растения можно ускорить, если его предварительно обработать хитином, хитозаном или некоторыми его производными, но механизмы этого процесса были неизвестны. Московские ученые задались целью выяснить механизм действия хитозана на взаимоотношения растений с паразитическими нематодами.

Напомним, что хитозан - это природный биополимер, который входит в состав покровов насекомых, ракообразных и некоторых червей, в том числе нематод. После специальной обработки его можно растворять в воде. Ученые исследовали влияние хитозана на устойчивость томатов к галловым не-матодам. Для этого семена томатов перед посадкой в грунт два часа обрабатывали раствором хитозана в разных концентрациях, а затем полученные растения заражали нематодами. Контрольную группу семян перед посадкой вымачивали в чистой воде.

Оказалось, что хитозан эффективен в концентрации 100 мкг/мл. Зараженные растения, выращенные из обработанных таким образом семян, были крупнее, чем в контрольной группе, при этом на корнях было вдвое меньше опухолей-галлов. Плодовитость нематод, которые паразитировали на таких растениях, была в полтора раза ниже, чем в контроле, и сами они были мельче. Эти эффекты могут быть связаны с тем, что хитозан влияет на обмен веществ в растениях: в корнях обработанных томатов почти на 40% снижается содержание тех веществ, которыми обычно питаются нематоды.

Хитозан усиливает защитный ответ томатов не только в корнях, но и в листьях: там повышается активность фермента, который увеличивает устойчивость растений к патогенам. Интересно, что защитный эффект хитозана распространяется на корни и листья томатов, хотя обработаны были семена.

Исследователи предполагают, что хитозан активизирует иммуную систему растений, связываясь со специфическим рецептором на поверхности клеток, узнающим хитин и его производные, то есть он служит своего рода обманкой, выдающей себя за нематоду, и растение загодя начинает готовиться к встрече с паразитом, вырабатывая специальные вещества.