Сначала ученые изучили, что происходит с растением после нападения травоядных. Растения устойчивого сорта синтезируют в поврежденных листьях растительный гормон, который важен для активации защитных механизмов. Эти растения тоже источают букет запахов. В результате в листьях Тайнун 57 образуется вещество (спорамин), которое напрямую не подвергается атаке.
Спорамин подавляет пищеварительные ферменты атакующих насекомых и приводит к полной потере аппетита у травоядных. В то же время спорамин является основным запасным белком в клубне и причиной того, что сладкий картофель необходимо готовить перед употреблением. В букете запахов только одно вещество, DMNT, отвечает за эту защитную реакцию: «DMNT представляет собой терпеновое соединение и пахнет почти как травяной бальзам. Это можно представить как аромат, используемый в сауне », – говорит Аня Меентс, первый автор исследования и доктор наук в MPI по химической экологии, описывая аромат.
DMNT запускает образование защитного белка не только в пораженном растении, но и в соседних растениях, которые еще не были атакованы травоядными животными. Эти растения способны быстро и эффективно воспринимать запах, чтобы подготовиться к надвигающейся угрозе.
«К нашему удивлению, только одного летучего вещества достаточно, чтобы вызвать специфическую защитную реакцию у растения сладкого картофеля сорта Тайнонг 57. Более того, одно и то же вещество одновременно используется растением для связи с соседними растениями с целью передачи важной информации », – отмечает Аксель Митхофер, руководитель исследовательской группы по физиологии защиты растений.
Интересно, что только растения устойчивого сорта Тайнонг 57 выделяли ДМНТ в высоких концентрациях и были способны воспринимать запах. Напротив, растения сорта Тайнонг 66 выделяли значительно меньше ДМНТ; даже когда уровень DMNT был повышен, растения этого восприимчивого к травоядным организмам сорта сладкого картофеля не смогли повысить эффективность своей защитной реакции.
«Наши результаты имеют большое сельскохозяйственное значение, потому что последовательное выращивание устойчивых сортов, таких как Тайнонг 57, может помочь значительно снизить ущерб, наносимый травоядными животными естественным путем», – объясняет Минс, указывая на практический потенциал исследования.
Создание сортов, которые выделяют большее количество DMNT и которые могут воспринимать DMNT более эффективно по сравнению с сортами, участвовавшими в исследовании, могло бы дополнительно минимизировать использование пестицидов.
В дальнейших исследованиях группа исследователей хотела бы более внимательно изучить, как Tainong 57 воспринимает DMNT и передает сигнал в защитную реакцию.