Plantele sunt supuse unor presiuni constante din partea mediului înconjurător, cum ar fi clima extremă, microbii și insectele sau animalele erbivore. Pentru a face față acestor provocări, unele plante și-au dezvoltat capacitatea de a tolera stresul sau de a se apăra împotriva insectelor dăunătoare.
Timp de decenii, oamenii de știință au căutat să înțeleagă modalitatea prin care plantele tolerează aceste provocări, cu scopul de a îmbunătăți starea generală de sănătate a lor și de a crește producția agricolă.
Afidele constituie o problemă
Afidele sunt dăunători obișnuiți ai majorității plantelor cultivate. Ele fac parte dintr-o familie de insecte care sug seva plantelor, ducând la reducerea vigorii și creșterii acestora. De obicei, afidele sunt cunoscute sub denumirea de musculițe verzi sau musculițe negre, însă pot avea și alte culori. Afidele secretă pe suprafața plantelor o substanță lipicioasă numită mană, care duce la apariția mucegaiului, ceea ce reprezintă un pericol pentru sănătatea plantei. Unele afide pot transmite și virusuri ce îmbolnăvesc plantele.
Managementul infestărilor cu afide nu este un lucru ușor pentru fermieri. În timp ce afidele au prădători naturali, cum ar fi buburuzele și larvele de sirfide, introducerea acestora nu este o metodă garantată de protejare permanentă a recoltelor. Există și pesticide naturale împotriva afidelor, care afectează mai puțin mediul, însă folosirea lor nu este întotdeauna rentabilă din punct de vedere economic.
Afidele tind să atace porumbul în părțile mai adânci ale tecilor frunzelor, care sunt mai dificil de observat înainte de răspândirea infecției. În acest moment, fermierii recurg, de obicei, la utilizarea pesticidelor sintetice, care inhibă reproducerea afidelor, protejând plantele de infecțiile ulterioare. Partea negativă a utilizării pesticidelor sintetice este faptul că acestea sunt periculoase pentru mediu, contaminând corpurile de apă și viața acvatică. Așadar, cum ar putea fermierii utiliza metode mai bune pentru protejarea plantelor și mediului?
Plantele dețin o soluție
Metodele tradiționale de înmulțire au produse anumite varietăți de plante, cum ar fi porumbul, care sunt rezistente în mod natural la diferite tipuri de stres, inclusiv la afide. Provocarea a fost identificarea vizuală a caracteristicilor și markerilor genetici asociate cu rezistența la afide. În plus, identificarea modificărilor celulare din plante asociate cu rezistența la afide ar fi benefică pentru programele de reproducere. Într-un nou studiu, Varsani și colegii au identificat mecanismele prin care o linie consangvinizată de porumb are o rezistență naturală la afidele frunzei de porumb (CLA).
Plantele care sunt rezistente la afide manifestă o creștere a depozitelor de calus, un compus complex care este depozitat în celulele floemice, de unde afidele sug seva plantei. Depozitele de calus duc la blocarea vaselor din floem și, implicit, la blocarea sursei din care afidele se hrănesc, ceea ce duce la moartea lor.
De asemenea, plantele se apără împotriva afidelor prin producerea de metaboliți secundari și a altor semnale de apărare, cum ar fi hormonul acid iasmonic (JA).
Utilizând linia consangvinizată de porumb Mp708, cercetătorii au descoperit că această linie rezistentă la CLA a manifestat o creștere a depozitării de calus în vasele din floem, comparativ cu a altă linie susceptibilă la CLA. Au mai descoperit că plantele Mp708 înregistrau niveluri crescute ale metabolitului secundar acid 12-oxo-fitodienoic (OPDA). Se pare că acest metabolit a produs creșterea depozitării de calus, ducând la creșterea rezistenței plantelor Mp708.
Cu toate acestea, numai OPDA singur nu a afectat viabilitatea afidelor; mai degrabă a acționat prin intermediul hormonului etilenă (nu prin JA), la plantele rezistente, nu și la cele susceptibile.
Folosindu-se de aceste descoperiri, oamenii de știință pot determina dacă selecția și reproducerea plantelor cu niveluri ridicate de OPDA le-ar putea face mai rezistente la afide. Aceasta ar putea ajuta fermierii care cultivă porumb la obținerea unor recolte mai bune și mai puțin expuse la atacurile de CLA. Dacă se dovedește că OPDA este esențial pentru rezistența plantelor la afide, ar exista perspective bune pentru obținerea unor soiuri lipsite de afide. Astfel, am putea crește plante fără a ne mai face griji pentru acești dăunători distructivi din grădinile noastre.
Sursa: Science Connected Magazine.