Растения помнят стресс: как соя передаёт потомству защиту от засухи и вредителей

Вы когда-нибудь задумывались, как растения могут "помнить" стрессовые ситуации? Исследования показывают, что соевые растения способны передавать адаптивные реакции на такие неблагоприятные условия, как нападения насекомых и засуха, из поколения в поколение. Хотя растения не обладают памятью в привычном для нас понимании, эксперименты, проведенные на Арканзасской сельскохозяйственной экспериментальной станции, подтверждают этот удивительный факт.

Трансгенерационная пластичность

Ученые называют этот феномен "трансгенерационной пластичностью". По их мнению, различные стрессоры, такие как засуха и травоядность, могут вызывать изменения в экспрессии генов через механизмы эпигенетики. В отличие от мутаций, эпигенетические изменения не затрагивают последовательность ДНК, а влияют на то, как организм использует свою генетическую информацию.

На примере сои, одной из ключевых сельскохозяйственных культур, исследователи обнаружили, что засуха и поедание растительности насекомыми могут оказывать долгосрочное влияние на потомство. Эти стрессоры не только влияют на материнские растения, но и изменяют защитные механизмы их потомков. Исследование демонстрирует как положительные, так и отрицательные последствия стрессоров, что может быть полезно для создания более устойчивых культур.

Вакцинация растений

Рупеш Карият из Сельскохозяйственного отделения и Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и наук о жизни имени Дейла Бамперса отмечает, что "вакцина" для растений может помочь им вырабатывать иммунитет к стрессам. Методы "прайминг" и "закаливание" на ранних стадиях роста могут позволить сое противостоять будущим угрозам, сохраняя при этом урожайность.

Исследования показывают, что стрессовая память может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. У потомства, подвергшегося стрессу, наблюдаются более высокие уровни азота и белка, а также больше цветков и защитных трихом. Однако это сопровождается снижением урожайности и ростом пустых стручков.

Взаимодействие с насекомыми

Команда Карият провела эксперименты, чтобы выяснить, как гусеницы реагируют на соевые растения, подвергшиеся засухе. Результаты показали, что вредители предпочитают крепкие растения, что подтверждает "гипотезу силы растений". Исследования также выявили, что последовательное воздействие различных стрессоров влияет на защитные механизмы растений.

Исследования показывают, что стрессовая память у соевых бобов — это палка о двух концах. Она может повысить защиту растений, но также приводит к физиологическим компромиссам, которые могут снизить их урожайность. Важно продолжать изучать, как различные стрессоры влияют на растения, чтобы оптимизировать методы их выращивания.