Исследователи из Вашингтонского университета экспериментально подтвердили генетический механизм, с помощью которого фасоль привлекает естественных врагов своих вредителей. Работа велась на опытных полях в мексиканском штате Оахака – регионе с традиционным укладом сельского хозяйства. Ученые сосредоточились на изучении рецептора инцептина (INR), который играет ключевую роль в распознавании угрозы со стороны насекомых.
В процессе питания гусениц выделяются специфические пептиды – продукты их пищеварения. При контакте с поврежденным листом эти вещества распознаются рецептором INR, что запускает сложную биохимическую реакцию внутри растительных клеток. В итоге фасоль начинает выделять в атмосферу летучие органические соединения, служащие ориентиром для хищных ос. Осы находят источник запаха и уничтожают гусениц, избавляя растение от дальнейших повреждений.
Для проверки гипотезы биологи вырастили мутантные линии фасоли с заблокированной функцией гена INR. Полевые тесты показали, что такие растения при атаке гусениц не смогли выделять летучие защитные вещества и привлекали значительно меньше ос, чем обычные образцы фасоли. Эксперимент предоставил первые прямые генетические доказательства того, как рецепторы растительного иммунитета управляют многоуровневыми экологическими связями в реальных полевых условиях.
Выделяемые фасолью вещества могут оказывать защитный эффект и на соседние культуры. Это объясняет эффективность традиционного совместного выращивания фасоли и кукурузы, практикуемого коренными народами Америки. Благодаря привлечению хищных насекомых фасоль обеспечивает естественную биологическую защиту не только себе, но и соседним растениям.
Практическое применение результатов исследования лежит в сфере селекции и биотехнологий. Перенос механизмов работы рецептора INR в геном других сельскохозяйственных культур позволит создать сорта, способные самостоятельно привлекать энтомофагов. Это может снизить потребность в химических инсектицидах, сократить издержки фермеров и уменьшить антропогенную нагрузку на экосистемы.