"Здіймають галас": яку систему активації імунітету мають рослини

Дослідження Ворвікського університету спростувало старі уявлення про те, як рослини реагують на небезпеку. Виявилося, що захисні механізми активуються протягом лічених годин завдяки хвилі жасмонатів – миттєвих датчиків руху, що "здіймають галас" попереджаючи про загрозу, інформує 24 Канал

Це відкриття допомагає зрозуміти, як флора захищає себе від вірусів та грибків, і дає інструменти для створення стійких сільськогосподарських культур. На відміну від тварин, рослини не можуть втекти від небезпеки або використовувати спеціалізовані імунні клітини, тому кожна клітина має бути здатною до самозахисту. Процес, коли місцева інфекція запускає імунітет у віддалених, ще не уражених частинах, називається системною набутою стійкістю (SAR). Десятиліттями вважалося, що SAR базується виключно на саліциловій кислоті, яка накопичується досить повільно – понад 24 години.

Проте команда науковців продемонструвала, що рослини використовують набагато швидшу систему комунікації: хвилю сигналів на основі жасмонатів. З результатами їх роботи можна ознайомитися в журналі Nature Plants.

За допомогою нового молекулярного трекера JISS1:LUC дослідники змогли в реальному часі побачити, як імунні сигнали поширюються від інфікованого листка до решти рослини всього за 3 – 4 години. Ці сигнали рухаються через епідермальні та судинні тканини. Дослідження вказує на багатофазну стратегію захисту:

• Жасмонати виконують роль тривожної сирени, координуючи швидкий мобільний сигнал про наближення загрози.
• Саліцилова кислота згодом зміцнює та стабілізує оборону, забезпечуючи тривалий захист.

Вчені з'ясували, що навіть рослини, які не здатні виробляти саліцилову кислоту, все одно запускали ранню хвилю сигналізації. Однак без жасмонатів системний імунітет повністю зникав: рослини захищали лише місце ураження, але залишали інші листки вразливими до вторинних інфекцій. Крім того, жасмонати виявилися необхідними для підтримки електричних сигналів, схожих на ті, що виникають під час механічних пошкоджень. Розуміння того, що рослини мають "швидку" фазу імунітету, відкриває шлях до біоінженерії культур нового покоління. Замість того щоб покладатися на хімічну обробку, вчені пропонують активувати внутрішні ресурси самої флори.

Завдяки стимуляції природного імунітету відпаде потреба у великій кількості пестицидів та фунгіцидів, які шкодять довкіллю. Рослини фактично отримають "програмне оновлення" своєї власної системи безпеки. Такий підхід дозволить зменшити втрати врожаю від іржі, фітофторозу чи борошнистої роси без використання екологічно шкідливих хімікатів.