Исследовательская группа из Института химической экологии Общества Макса Планка в Йене (Германия) изучила, как защитные механизмы растений функционируют в пищевой цепочке, в частности у еловых короедов (Ips typographus), которые получают эти соединения с пищей.
Оказалось, что жуки преобразуют защитные вещества растений в еще более токсичные формы. Используя самые современные аналитические методы, такие как масс-спектрометрия и ядерно-магнитный резонанс (ЯМР), команда исследователей выяснила, какие химические соединения вырабатывают ели для защиты, и как эти соединения метаболизируются жуками-короедами.
Короеды, которые живут на елях, используют защитные вещества, такие как стильбены и флавоноиды, для усиления своей защиты от патогенов. Они преобразуют эти соединения в более токсичные агликоны, которые не содержат сахара и обладают повышенной противомикробной активностью. Флавоноиды представлены в растениях в виде гликозидов, но под влиянием ферментов гликозиды расщепляются на агликоны и сахара. Эти агликоны служат эффективной защитой от грибков. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Есть штаммы грибка, которые естественным образом снова заражали и убивали жуков. Обнаружилось, что в ходе эволюции грибок Beauveria bassiana выработал специфический механизм противодействия. Он обезвреживает токсины жука с помощью двухэтапного процесса детоксикации: сначала к агликонам присоединяется сахар (гликозилирование), затем к сахару добавляется метильная группа (метилирование). Образующиеся в результате метилгликозидные производные уже не опасны для грибка. Более того, этот процесс повышает его инфекционность, особенно против жуков, питавшихся тканью с высоким содержанием фенола.
Экспериментально подтверждено, что штаммы грибка, лишенные способности к метилгликозилированию, гораздо хуже заражают короедов. Это открытие демонстрирует сложную трансформацию защитных веществ вдоль пищевой цепи и их роль во взаимоотношениях между растением, вредителем и его патогеном.
Полученные результаты имеют практическое значение для биологической борьбы с вредителями. Целенаправленное использование штаммов, устойчивых к антимикробным соединениям жуков, может повысить эффективность контроля их численности. Исследователи планируют изучить распространенность открытого пути детоксикации у разных штаммов грибка и его взаимодействие с другими факторами.
Ранее Наука Mail рассказала, что в США наблюдается массовая гибель желтых сосен.
