Lietuvos ir Šveicarijos mokslininkų bendradarbiavimo rezultatai nustebino net pačius mokslininkus

Kai sode pasilenkiame paimti raudonos prisirpusios braškės, o ši pasirodo esanti pasidengusi pelėsiu – pilkuoju kekeriniu puviniu (lot. B. cinerea), nuliūstame. Mums tai tik viena nedidelė uoga, bet tokie ir panašūs kenkėjai, naikindami bulves, pomidorus ir kitas maistines kultūras, kelia ūkininkams milijoninių nuostolių. Šiuos nuostolius pajuntame ir mes: ne tik sode rasdami nevalgomą braškę, bet ir mokėdami didesnę kainą už įprastas daržoves ir vaisius.

Ūkininkų ir sodininkų kovoje su ir kenkėjais į pagalbą ateina mokslininkai, kurie jau seniai žino, kad augalai gyvena bendraudami vieni su kitais ir kitomis gyvybės formomis. Nors augalai pajunta, kad aplinkoje atsirado kenkėjas, ir dažnai apsigina, bet kartais laimi kenkėjas. Iškyla labai įdomus ir svarbus klausimas: kodėl augalai iš esmės retai serga ir kas nulemia augalų atsparumą ligoms?

Prof. dr. Felixo Maucho grupėŠveicarijoje (Fribūro universitete) irprof. dr. Irutės Meškienės grupė Lietuvoje (Vilniaus universitete) išsiaiškino, kad augalai gali tapti žymiai atsparesni ligai ar kenkėjui. Nors šie duomenys yra gauti panaudojant modelinį augalą Arabidopsis, jie gali labai praversti žemės ūkyje ieškant natūralių būdų augalų apsaugai nuo ligų. Šveicarijos ir Lietuvos mokslininkai turėjo galimybę daugiau nei trejus metus bendradarbiauti pagal Lietuvos ir Šveicarijos bendradarbiavimo programą ir ieškoti atsakymų į klausimus, kaip augalai pajaučia kenkėją, kas įvyksta, kenkėjui puolant augalą ir kaip augalas apsigina.

Bakterija nematoda

Prof. dr. F. Mauchas, tirdamas augalų atsparumą ligoms, atrado medžiagų, kurias augalai gamina apsaugai nuo ligų, o prof. dr. I. Meškienė surado augalų baltymų, kurie ląstelėse perduoda informaciją. Taigi mokslininkai iškėlė klausimą, kaip signalo apie patogeną atsiradimas augalo ląstelėje yra susijęs su atsparumu ligoms ir kokie gynybiniai mechanizmai yra įjungiami signalo perdavimo metu. Mokslininkai nustatė, kad jau po poros pirmų minučių augalas „žino“ apie patogeno užpuolimą ir geba greitai reaguoti apsisaugai pasigamindamas cheminių medžiagų. Jie išsiaiškino, kad augalo atsparumą patogenui gali stipriai veikti baltymai, kontroliuojantys informacijos arba signalo apie kenkėją perdavimą. Išjungęs tokių baltymų kontrolę, augalas tampa žymiai atsparesnis. Tirdami augaluose susidarančias apsaugines medžiagas, mokslininkai išsiaiškino, kad informacijos perdavimas skatinaetileno ir fitoaleksino gamybą.

Šalia šių tyrimų Lietuvos mokslininkai su Austrijos kolegomis aptiko, kad augalai labai greitai atpažįsta ir reaguoja į mažytę kenkėjišką kirmėlytę nematodą, kuri padaro labai didelių nuostolių žemės ūkyje. Moksliniais tyrimais buvo įrodyta, kad informacijos perdavimas ląstelėje aktyvuoja augalų imunitetą prieš šį kenkėją. Tačiau nematodos savo ruožtu geba stabdyti bei silpninti augalų apsauginį mechanizmą. Mokslininkų pastangomis buvo nustatyta, kad augalai, kuriuose signalo perdavimas stipresnis, labiau vilioja mažuosius kenkėjus, be to, šie augalai yra žymiai atsparesni.

Šie tyrimai, paskelbti „Journal Experimental Botany” žurnale2016 metais, pateikia įdomią strategiją, kaip sukurti nematodą priviliojančių, bet tolesnį jų plitimą stabdančių augalų. Tokio tipo augalai galėtų būti panaudoti kaip kenkėjų prevencijos ir kontrolės priemonė.

Moksliniai tyrimai buvo finansuojami Lietuvos ir Šveicarijos bendradarbiavimo programos, kuria siekiama sumažinti ekonominius ir socialinius skirtumus išsiplėtusioje Europos Sąjungoje, projekto CH-3-ŠMM-01/10. Projekto vykdymo laikotarpis – 2013-2016 metai. Projektui skirta 605041 Eur.