Хлопковая совка (Helicoverpa armigera) – один из самых опасных вредителей в мировом сельском хозяйстве, особенно губительный для посевов нута. Гусеницы проникают в стручки и уничтожают семена, а у культурных сортов почти нет естественной защиты. Индийские учёные обнаружили, что дикие сородичи нута выработали эффективный механизм борьбы с вредителем: они производят жирные кислоты, которые нарушают работу обонятельной системы бабочек, мешая им находить растения.
Результаты комплексного исследования, включавшего полевые испытания, лабораторные анализы и компьютерное моделирование, опубликованы в журнале BMC Plant Biology. Специалисты изучили образцы дикорастущих видов нута из генного банка Международного научно-исследовательского института сельскохозяйственных культур в полузасушливых тропиках (ICRISAT) в Хайдарабаде. Испытания проводили в сезоне 2023–2024 годов на двух площадках с разным климатом – в штатах Телангана и Пенджаб, чтобы подтвердить, что устойчивость растений не зависит от внешних условий.
Полевые тесты показали, что на диких растениях бабочки откладывали значительно меньше яиц, выживаемость личинок была ниже, а повреждений – меньше. Наилучшие и стабильные результаты продемонстрировали три образца: ICC 20209 (Cicer cuneatum), ICC 17318 (C. judaicum) и ICC 17152 (C. pinnatifidum). Они превзошли по устойчивости даже специально выведенные резистентные сорта культурного нута. Лабораторные опыты, где гусениц помещали непосредственно на листья и стручки, подтвердили эти выводы.
Чтобы понять механизм защиты, учёные проанализировали химический состав растений. Устойчивые генотипы отличались повышенным содержанием жирных кислот, в частности олеиновой и миристиновой. Компьютерное моделирование показало, как эти вещества взаимодействуют с обонятельной системой хлопковой совки. Олеиновая кислота прочно связывается с одним из ключевых белков насекомого (GOBP2), который отвечает за распознавание запахов, и фактически блокирует его.
Гипотезу о том, что именно жирные кислоты отпугивают вредителя, подтвердили в поведенческих экспериментах. С помощью Y-образного ольфактометра учёные установили, что чистая олеиновая кислота обладает репеллентными свойствами: бабочки избегали источника её запаха. Таким образом, исследователи выстроили полную доказательную цепочку – от химического состава растения до реакции насекомого.
Это открытие имеет большое практическое значение. Найденные дикие виды можно использовать в селекционных программах для выведения новых, устойчивых сортов нута. Кроме того, на основе олеиновой кислоты можно разрабатывать новые экологичные средства борьбы с вредителями, которые не убивают насекомых, а отпугивают их от посевов. Исследование также подчёркивает важность сохранения биоразнообразия и диких сородичей сельскохозяйственных культур, которые служат незаменимым источником генов для обеспечения продовольственной безопасности.