Бүх ургамлын нэгэн адил улаан лоолийн ургамал нь өвсөн тэжээлт шавжнаас өөрсдийгөө хамгаалж чаддаг: Махчин амьтдад шархадсан үед тэд ургамлын хамгаалалтын механизмын гол хэсэг болох дохионы пептидийн системиныг ялгаруулдаг. Штутгарт дахь Хохенхаймын их сургуулийн судлаачид системийн дохиог эсэд хэрхэн боловсруулдаг болохыг олж мэдэв. Гол үүрэг нь "полтергейст фосфатаза" (PLL2) хэмээх гайхалтай нэртэй фермент юм. Энэ нь системийн дохиогоор идэвхждэг бөгөөд хамгаалалтын урвалыг чиглүүлэх үүрэгтэй. Уг ажлыг Тюбингений Эберхард Карлсын Их Сургуультай хамтран "Ургамлын процесс дахь өвөрмөц байдлын молекул кодчилол" 1101 судалгааны төвийн хүрээнд хийсэн.
Хохенхаймын их сургуулийн Ургамлын физиологи, биохимийн тэнхимийн профессор, доктор Андреас Шаллер "Ургамал дайснаасаа зугтаж чаддаггүй, гэхдээ тэдгээр нь хүний бодсон шиг хамгаалалтгүй биш" гэж хэлжээ. "Харин ч эсрэгээрээ: Хувьслын явцад ургамал халдагчдын амьдралыг хүндрүүлэхийн тулд бүхэл бүтэн цогц хамгаалалтын механизмыг боловсруулсан."
Ургамлын физиологич нь ургамал ямар хортон шавьжтай тэмцэж байгааг хэрхэн таньж байгааг онцгойлон сонирхож байна: "Ургамал энэ нь нян, мөөгөнцөр эсвэл шавьж уу гэдгийг мэдэх нь чухал юм. Учир нь тэдний хариу үйлдэл үүнээс хамаарч өөр байх ёстой." Жишээлбэл, шавьжны халдлагад өртөх үед ургамал нь махчин амьтдынхаа хоол боловсруулалтыг сааруулж, шим тэжээлээ ашиглахаас сэргийлдэг бодис үүсгэдэг.
Ургамал нь махчин амьтдыг, түүнчлэн нян, вирус, мөөгөнцөр зэрэг эмгэг төрүүлэгчдийг онцлог шинж чанарт нь үндэслэн таньдаг. Шавжны хувьд эдгээр нь ихэвчлэн амьтны шүлсний тусгай молекулууд бөгөөд ургамал дахь янз бүрийн хамгаалалтын урвалын бүхэл бүтэн каскадыг идэвхжүүлдэг.
Энэхүү каскадын эхэнд шөнийнсүүдэртэй ургамлын ( Solanaceae ) хамгаалалтын системд гол үүрэг гүйцэтгэдэг системин зэрэг тусгай дохиоллын молекулууд байдаг: 18 амин хүчлээс бүрдсэн энэхүү молекул нь ургамлын эсүүдээс зөвхөн катерпиллар навчаар хооллох үед үүсдэг боловч бусад шалтгаанууд ургамалд хор хөнөөл учруулах үед үүсдэггүй. Системин нь орон нутгийн шархны хариу урвал болон алслагдсан эд эсийн хариу урвалыг хянадаг.
Хохенхаймын судлаачид системийн дохиог эсэд хэрхэн боловсруулдагийг анх удаа харуулжээ. Системийн дохиогоор идэвхждэг фосфатаза PLL2 нь гол үүрэг гүйцэтгэдэг. "Фосфатаза нь эсийн үйл ажиллагааг зохицуулахад гол үүрэг гүйцэтгэдэг: Фосфатын бүлгийг салгаснаар фермент, рецептор зэрэг бусад уургийн үйл ажиллагааг тусгайлан идэвхжүүлж эсвэл дарангуйлж чаддаг. Ийм байдлаар бодисын солилцооны замууд нарийн тохируулагддаг" гэж тус тэнхимийн докторант, судалгааны удирдагч Ронг Ли тайлбарлав.
Энэ бол PLL2-ийн хийдэг зүйл юм. Фосфатын бүлгийг салгаснаар эсийн мембран дахь рН-ийг зохицуулдаг протоны шахуургыг дарангуйлдаг: Ургамлын эсийн орчин илүү шүлтлэг болдог. рН-ийн энэхүү өсөлт нь эсийн мембраны цахилгаан потенциалыг өөрчилдөг. Энэ нь эргээд зорилтот хамгаалалтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг генийг идэвхжүүлдэг. Судлаачид фосфопротеом буюу фосфатын бүлгээр зохицуулагддаг бүх уургийг шинжилж, генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн улаан лооль ( Solanum lycopersicum ) болон Австралийн тамхи (Nicotiana benthamiana) ургамал дээр туршилт хийснээр PLL2-ийн ач холбогдлыг баталгаажуулж чадсан: PLL2 дутагдалтай мутантууд хамгаалалтын нэгдлүүдийг мэдэгдэхүйц бага хэмжээгээр үйлдвэрлэж, тамхины эвэрт хорхой ( Manduca sexta ) -ийн өтний жинг хурдан нэмэгдүүлдэг.
"PLL2 нь системийн дохиоллын замд ийм гол үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг нээсэн нь ургамлын судалгаанд шинэ хэтийн төлөвийг нээж өгч байна" гэж профессор доктор Шаллер хэлэв. "Зохицуулалтын механизмын талаарх нарийн ойлголт нь химийн бодис ашиглахгүйгээр хийж болох тогтвортой хөдөө аж ахуйн ашиг сонирхлын үүднээс ургамлын байгалийн хамгаалалтын механизмыг бэхжүүлэх боломжийг олгоно гэж бид найдаж байна."
Жинхэнэ хэвлэл
https://www.nature.com/articles/s41477-025-02040-7
бас унш
Мөөгөнцөр ургамлыг авардаг | Пугналом
Pseudoenzyme TSB төст цэцэгт ургамал дахь индол биосинтезийг хянадаг | Пугналом
