Рослини здатні посилати один одному сигнали про загрози у їхньому середовищі. Ці сигнали переносяться повітрям речовинами, які називають летючими органічними сполуками (ЛОС).
Біологи виявили, що клас хімічних речовин – терпеноїди грає важливу роль у перенесенні повітрям сигналів небезпеки.
В останні роки вчені дійшли до висновку: здатність цих хімічних сигналів посилювати захисні механізми рослин може зробити їх корисними інструментами у боротьбі з шкідниками в сільському господарстві та садівництві.
Одним з таких вчених є професор Дженітіро Арімура з Токійського університету науки, Японія.
Він зазначає, що «розвиток сільськогосподарських технологій до теперішнього часу в значній мірі залежав від використання пестицидів і хімічних добрив, що призвело до підвищення забруднення навколишнього середовища і руйнування екосистем.
Як альтернатива пестицидам, сигнальні молекули терпеноїдів допоможуть фермерам продовжити виробництво важливих продуктів живлення, зменшуючи пов’язані з цим екологічні витрати».
Професор Арімура і його колеги вирішили дослідити терпеноїдні з’єднання ментолу, які отримали з листя м’яти.
Мета проєкту полягала в розробці з’єднань, структурно схожих на ментол, які поліпшують здатність ментолу активувати імунну систему рослин.
Вчені експериментували з хімічною модифікацією ментолу шляхом приєднання амінокислот, що представляють собою структурно різноманітний набір з’єднань, які живі клітини використовують для створення білків. Всього вони синтезували шість різних похідних ментолу з приєднаними амінокислотами.
Потім вчені протестували отримані похідні ментолу, щоб побачити, чи можуть модифіковані сполуки перевершити немодифікований ментол в активації захисних механізмів рослин. Для цього вони обробляли листя сої ментолом або одним з шести похідних ментолу і простежили динаміку після впливу.
Одна з модифікованих сполук перевершила ментол і отримала назву валіна-ментолового ефіру, скорочено «мент-Вал».
Дослідники виявили, що одноразове обприскування листя сої розчином ment-Val посилювало експресію генів, пов’язаних із захистом, на три дні, а друге обприскування на четвертий день знову підвищувало експресію цих генів.
Ці дані і наступні досліди показали, що мент-Вал може забезпечити стійку боротьбу зі шкідниками для фермерів, які вирощують сою, горох, тютюн, салат і кукурудзу.
Препарат виявився досить стабільним у різних умовах, тобто з’єднання не втрачало ефективності під час зберігання.
Арімура подав заявку на патент на використання мент-Вала як засобу захисту рослин і прогнозує, що комерціалізація «принесе мільярди ієн економічної вигоди за рахунок його використання компаніями, що працюють в галузі садівництва та сільського господарства».
eurekalert.org
