Новости космоса и технологий. » Химия » Излишки сахара помогают белокрылкам выводить токсины из защитных сил растений

Излишки сахара помогают белокрылкам выводить токсины из защитных сил растений

Опубликовал: Admin, 29-09-2020, 01:01, Химия, 60, 0

Излишки сахара помогают белокрылкам выводить токсины из защитных сил растений

Нападая на крестоцветные, белокрылка Bemisia tabaci, сосущая сок, может активировать химическую защиту этих растений. В новом исследовании международная группа исследователей продемонстрировала, что вредители способны обезвредить большую часть токсинов растений, связывая с ними излишки сахара. Таким образом, белокрылка использует совершенно новый и до сих пор не описанный механизм детоксикации для ослабления защитных сил растений, что могло бы объяснить успех этого основного сельскохозяйственного вредителя. Исследование опубликовано в Природа Химическая биология .

Глобальный вредитель сельскохозяйственных культур сотен видов растений

Белокрылки - это семейство сокососущих насекомых, которые питаются сахаросодержащей флоэмой растения . Чернолистная белокрылка Bemisia tabaci особенно широко распространена во всем мире и вызывает опасения как вредители сельскохозяйственных культур. Строго говоря, это не один вид, а комплекс из примерно двух десятков едва различимых видов.

Фактический ущерб растениям происходит, когда насекомые выделяют сладкую падь, которая вызывает колонизацию растений грибами, а также различные вирусы растений, передаваемые насекомыми. Для исследователей, изучающих детоксикация механизмы вредителей растений, Bemisia tabaci представляет собой особенно интересную систему для изучения.

«Этот вредитель, возможно, является одним из, если не самым успешным насекомым в мире, питающимся флоэмой, который на сегодняшний день обнаружен на сотнях различных видов растений. В своем рационе он встречается с разнообразными химическими соединениями Defense », говорит Майкл Иссон, один из двух первых авторов исследования, доктор наук в Институте химической экологии Макса Планка. По этой причине он объединился с международной исследовательской группой, в которой Еврейский университет Иерусалима играет ключевую роль, чтобы выяснить, что делает Bemisia tabaci таким успешным насекомым-вредителем и как оно справляется с химической защитой своих пищевых растений.

Команда руководителя проектной группы Даниэля Вассао из отдела биохимии Института Макса Планка уже несколько лет изучает механизмы детоксикации у разных травоядных. Особый интерес представляет то, как насекомые обезвреживают так называемую горчичную масляную бомбу крестоцветных: этот защитный механизм растений состоит из двух компонентов, глюкозинолатов и фермента мирозиназы, которые хранятся в разных растительных клетках.

Если ткань растения Повреждается травоядными животными, фермент отщепляет глюкозный сахар от глюкозинолатов и образуются токсичные горчичные масла. Поскольку сокососущие насекомые не пережевывают ткань листа и вызывают лишь незначительное повреждение тканей своими стилетами, узкими ротовыми аппаратами, которые они используют для питья флоэмы, ранее предполагалось, что этот защитный механизм играет лишь незначительную роль в защите растений от белокрылки или белокрылки. тля. Однако недавние исследования показали, что не только жующие, но и сосущие насекомые могут активировать бомбу с горчичным маслом.

Новый способ детоксикации

Ученые использовали модельное растение Arabidopsis thaliana, крестоцветное растение, защита которого также основана на глюкозинолатах, для более детального изучения метаболизма белокрылки. Они особенно проанализировали падь, сахаросодержащую секрецию многих сокососущих насекомых, с помощью химических анализов и изотопной маркировки отдельных химических соединений. Исследователи были удивлены, что защитный механизм Arabidopsis thaliana был активирован белокрылкой, когда они обнаружили токсичные горчичные масла. Однако они также обнаружили, что биохимический путь, ведущий к детоксикации, представляет собой совершенно новый тип реакции, в которой сахар из флоэмы используется для обезвреживания токсинов растений. «Эта реакция практически ничего не стоит этим насекомым, так как этот сахар находится в таком избытке и в любом случае должен выделяться в виде пади», - говорит руководитель исследования Даниэль Вассао.

Процесс детоксикации основан на простой реакции, в которой сахар в форме группы глюкозы связывается с другим сахаром, который уже входит в состав глюкозинолата. Исследователи показали, что полученный новый химический продукт не может быть активирован растительным ферментом, вероятно, потому, что он слишком громоздкий.

Для этого нового пути глюкозилирования исследователи смогли идентифицировать ферменты в Bemisia tabaci, которые катализируют химическую реакцию. Они были поражены разнообразием инструментов детоксикации этого насекомого. Хотя они сосредоточились только на одном классе защиты растений, глюкозинолатах, они уже нашли по крайней мере три независимых пути детоксикации. «Будет интересно посмотреть, насколько общими являются эти пути детоксикации, и есть ли у белокрылки специфические пути детоксикации для других защитных соединений растений в своем репертуаре, и какие ферменты контролируют эти процессы», - говорит Вассао.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии