Як і раніше на Землі йде боротьба за врожай, бо шкідники не збираються здаватися, їм теж треба їсти. Наприклад - галові нематоди (Meloidogyne spp. Chitwood). Вони вражають більше 2000 видів культурних і диких рослин, що належать до різних сімейств, в тому числі томати Lycopersicon esculentum. У хворої рослини на коренях утворюються нарости, воно повільніше росте, погано розвивається. Розмір шкоди, викликаної цими патогенами, обчислюється в сотнях тисяч доларів, а врожай сільськогосподарських культур знижується на 60-80%, тому в усьому світі їх відносять до числа найнебезпечніших шкідників.
Екологічний захист овочевих культур
У нашій країні шкоду від галових нематод особливо великий на овочевих культурах, особливо - в теплицях. Після того як заборонили використовувати хімічні препарати, які стримують поширення та шкодочинність цих паразитів, з'явилася потреба в нових екологічно безпечних методах захисту. Один з таких методів - активування механізмів природного імунітету рослин за допомогою еліситорів і сигнальних молекул. Перші загострюють захисні реакції організму рослини, другі передають стресовий сигнал від пошкодженої клітини, активуючи захисні гени. До речі, перший біогенний еліситор з'явився в 1968 році. Сьогодні їх роблять на основі бактеріальних культур, хітозану та органічних кислот, так що елісітори вже застосовують у сільськогосподарській практиці. А чи можна використовувати для цієї мети сигнальні молекули?
Відомо, що передача сигналів при травмах рослини (наприклад, нематода проколює клітку за допомогою свого стилета) відбувається за участю жасмонової кислоти та інших похідних оксіліпинів. Дослідники з Інституту біохімії ім. А.І. Баха РАН, Центру паразитології, Інституту проблем екології та еволюції ім. А.Н. Сєвєрцова РАН вирішили з'ясувати, чи підвищує жасмонової кислота стійкість томатів до галлових нематод. (Результати досліджень опубліковані в «Доповідях Академії наук», 2009, т. 428, № 3, с. 420-422.)
Об'єктом дослідження служили томати Lycopersicon (Mill) чутливого гібрида F1 Карлсон (індекс стійкості до галової нематоди 30%), а також галлова нематода М. incognita (Kofoid et White 1919), Chitwood 1949 раса 1. Насіння томатів перед висадкою в грунт протягом двох годин витримували в водних розчинах біогенних елісіторів: хітозану і арахідонової кислоти, а також в розчині жасмонової кислоти, індивідуально або в поєднанні з хітозаном і арахідоновою кислотою. Контрольні насіння замочували в дистильованої воді. Рослини томатів вирощували і заражали нематодою - по три тисячі личинок на рослину. Про те, наскільки ефективним препарати, судили за ступенем зараженості коренів томатів через 40 днів після зараження, за кількістю і розмірами утворених на коренях галлів і плодючості самок (число яєць в набряку). А в якості маркерів індукованої стійкості досліджували активності ферментів фенілаланінамміакліази (ФАЛ) і ліпоксигенази (ЛОГ).
Ось що показали експерименти. Хітозан, арахідонова та жасмонова кислоти (окремо і в поєднанні) стимулювали зростання і розвиток рослин; і захищали від нематод: число галлів на коренях всіх варіантів було менше контрольного. Причому використання жасмонової кислоти в поєднанні з одним з елісіторів виявилося більш ефективним. Найбільш сильне захисну дію продемонструвала композиції «арахідонової кислоти + жасмонової кислоти»: число галлів на коренях томатів знизилося в порівнянні з контролем більш ніж в два рази. Важливо, що суміш жасмонової кислоти з еліситором різко знижувала плодючість нематод.
Що стосується ферментів, то і тут все добре. Виявилося, що жасмонова кислота підсилює експресію генів ферментів ЛОГ, в результаті захисна відповідь рослини на впровадження патогенів посилюється.
Дослідники зробили висновок, що жасмонова кислота бере участь у формуванні стійкості томатів до нематод і сприяє відновленню тканин, пошкоджених паразитами. Можливо, вона стане компонентом нових безпечних засобів захисту рослин.
