Исследователи в Университете Мартина Лютера Галле-Виттенберг в Германии, Корнелльском университете и Boyce Thompson Institute (BTI) использовали 26 вариантов зерна, чтобы определить гены, ответственные за отсылку, это «Помогает Мне!» предупредите паразитным осам. Их исследование, опубликованное в Растительной клетке, заполняет несколько промежутков в нашем знании ферментов, которые производят эти комплексы аромата, которые называют терпенами. Размножаясь для самых эффективных генов для производства терпена, заводчики могли развивать варианты зерна, которые лучше способны защитить от нападений гусеницы.«Это исследование очень приятно демонстрирует, как сотрудничество среди ученых с разнообразными областями экспертных знаний, в пределах от геномики к маленькой химии молекулы, может привести к новому пониманию метаболизма обороны завода», сказал профессор BTI Георг Яндер, соавтор бумаги.
У нежной, молодой рассады зерна нет толстых стеблей и волокнистых листьев, чтобы защитить себя, таким образом, гусеницы, включая хлопок leafworm, свекла armyworm и другие вредители, могут нанести огромный ущерб области фермера. После того, как личинки повреждают листья рассады, питаясь, заводы начинают синтезировать смесь терпенов, у которых есть сильные ароматы. Паразитные осы учатся признавать эти химикаты запахом грызения личинок и спускаться, чтобы отложить их яйца в телах гусениц.
После того, как молодая оса смертельно потребляет внутренние органы гусеницы, она появляется из тела. В полевых экспериментах целенаправленный выпуск терпенов вокруг растений кукурузы уменьшает повреждение от голодных гусениц.
Аннетт Рихтер, ведущий автор статьи, и теперь постдокторский ученый в лаборатории Джендера в BTI, проверил различные варианты зерна и нашел, что они производят терпены в диапазоне смесей и количеств для защиты. Она сделала эту работу как часть ее диссертации с ведущим автором Йоргом Дегенхардтом в Университете Мартина Лютера.
С помощью ученых в лаборатории Эда Баклера, профессора Корнелла и СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МИНИСТЕРСТВОМ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА США ученого Научно-исследовательской станции, исследователи исследовали геномы 26 вариантов зерна, чтобы искать генетические связи с производством терпена и нанесли на карту их к их местоположениям на хромосомах.Используя гены из этих хромосомных регионов, Рихтер определил три новых фермента, которые функционируют в путях синтеза терпена, чтобы произвести linalool, nerolidol, и другие терпены.
Помимо того, чтобы быть полезным для защиты зерна, linalool – общий компонент в духах и косметике, потому что у этого есть цветочное, citrusy аромат.«С этой информацией мы сделали анализ отображения, таким образом, мы можем узнать, какой ген важен, для которого изменчивый», сказал Рихтер. «Интересно знать, где те гены локализованы, потому что тогда Вы можете пересечь то разнообразие к линиям, которые не в состоянии произвести их».Теперь, когда, вопрос которого гены ответственны, для которых терпенов, Рихтер будет идти дальше к исследованию того, как эти гены отрегулированы. С лучшим пониманием генетики и регулированием производства терпена, исследователи могут использовать размножение, чтобы улучшить эти черты в различных линиях, создать более стойкое к гусенице зерно.
«Цель состоит в том, чтобы улучшить изменчивые сигналы их естественной обороноспособности, и теперь у заводчиков есть возможность использовать те гены защиты». сказал Рихтер.