К такому выводу пришли китайские исследователи, изучая естественные стратегии защиты растений против кукурузной лиственной совки. Выяснилось, что гусеницы вредителя наносят меньший вред сорго и меньше прибавляют в весе, если питаются этим растением. Это открытие может способствовать разработке стратегий биологического контроля на основе растительных соединений из сорго.
Коэволюция между травоядными насекомыми и растениями-хозяевами считается гонкой вооружений. Чтобы помешать насекомым питаться, растения-хозяева развивают и формируют многочисленные защитные механизмы, такие как физические и химические. В ответ на питание насекомыми растения могут быстро вырабатывать большое количество химических защитных компонентов, таких как химические сигналы, биотоксины (вторичные метаболиты), защитные белки и т. д. Среди них вторичные метаболиты растений, которые являются ядовитыми защитными соединениями, являются основными средствами защиты от травоядных насекомых.
Кукурузная лиственная совка, Spodoptera frugiperda, является печально известным инвазивным вредителем-полифагом, который может питаться 353 видами растений из 76 семейств. Помимо кукурузы, риса и пшеницы, растениями-хозяевами для кукурузной листовой совки являются другие злаковые зерновые культуры, такие как сорго и просо. Предыдущие исследования показали, что кукурузная листовая совка может передаваться между хозяевами при высокой плотности популяции или недостаточном количестве кукурузы.
На сегодняшний день химический контроль по-прежнему является основной мерой, используемой для борьбы с кукурузной лиственной совкой. Однако частое применение инсектицидов в течение короткого периода времени привело к быстрому развитию резистентности к инсектицидам у этого вида, что диктует потребность в альтернативах.
Команда ученых из Сельскохозяйственного университета Шаньси исследовала базовый защитный механизм сорго против S. frugiperda с помощью биологических анализов и нецелевой метаболомики. Во-первых, предпочтение личинок кормлением кукурузы и сорго изучалось с помощью серии биологических анализов. Затем нецелевая метаболомика использовалась для выявления изменений во вторичных метаболитах кукурузы и сорго до и после заражения личинками.
Результаты показали, что питание личинок вызывает изменения во вторичных метаболитах растений, что приводит к образованию видоспецифичных соединений. Всего было идентифицировано 19 метаболитов, уникальных для кукурузы, и 51 - для сорго. В обеих культурах было обнаружено всего шесть соединений.
Среди соединений, присутствующих только в сорго, два продемонстрировали репеллентное и ингибирующее рост действие на личинки: гамбогеновая кислота и химонантин. Испытания с кормлением подтвердили, что эти вещества снижают потребление листьев и отрицательно влияют на развитие гусениц.
«Эти результаты показывают, что защита сорго регулируется путем изменения спектров реакции вторичных метаболитов и что индуцированные метаболиты выполняют защитную функцию, действуя как антифиданты, что дает новые знания об использовании биоактивных растительных соединений против полифагных насекомых», заключили авторы исследования.
По статье группы авторов (Хуан-Ин Чжао, Ци Лу, Цзян Сунь, Ли-Юань Сан, Руйян Ма, Юаньсинь Ван, Джун Ху, Хуйянь Ван, Ичжун Чжан, Дун Цзя, Джун Янг), опубликованной в журнале Insects 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.