Odkrycie mechanizmu obronnego gąsienic pomocnym krokiem w walce ze szkodnikami

Jak donoszą naukowcy, roślinożerne gąsienice Spodoptera frugiperda oraz gatunki im pokrewne, wykorzystują strategię, która pozwala im pożywiać się liśćmi kukurydzy, pomimo, że zawierają one silne toksyny.

Odkrycie mechanizmu obronnego gąsienic pomocnym krokiem w walce ze szkodnikami

Rys.1 Spodoptera frugiperda

Kukurydza oraz inne powszechnie uprawiane zboża, takiej jak pszenica czy ryż, zawierają związek chroniący je przed patogenami (pochodna benzoksazyny, DIMBOA). Związek ten zmagazynowany jest w wakuolach komórek roślinnych pod postacią kompleksów z dezaktywującym jej toksyczne właściwości cukrem β-D-glukozą i nazywany jest wówczas (2R)-DIMBOA-glukozydem. Gdy pod wpływem ataku dochodzi do naruszenia struktury organelli, glukoza z wytwarzanym w tym momencie enzymem, glukozydazą, łączą się i dochodzi do oddzielenia cukru od toksyny. Wolne patogeny powinny być zabójcze dla każdego agresora, jednak okazuje się, że ledwo oddziałują one na gatunek Spodoptera frugiperda i mu pokrewne.

Daniel G. Vassão, biochemik z niemieckiego Max Panck Institute for Chemical Ecology, postanowił dowiedzieć się, co jest tego przyczyną. Przekonał międzynarodowy zespół badaczy by pomógł zbadać przewody pokarmowe gąsienic i ich odchody za pomocą chromatografii cieczowej i spektrometrii mas oraz NMR. Naukowcy odkryli, że przewody pokarmowe tych pasożytów zawierają enzym, który przyłącza ponownie cząsteczkę cukru do DIMBOA. Istotne jest, że otrzymany w tym procesie izomer optyczny ma przeciwną konfigurację w porównaniu z cząstką znajdującą się w roślinie ((2S)-DIMBOA-glukozyd). Roślina nie jest w takiej sytuacji w stanie uaktywnić ponownie toksyny.

Odkrycie to może okazać się bardzo pomocne przy produkcji nowych środków służących do dezynsekcji.

  1. von Rad, R. Hüttl, F.Lottspeich, A. Gierl, M. Frey (2002)Two glucosyltransferases are involved in detoxication of benzoxazinoids in maize, The Plant Journal, 28, 633-642
  2. C. Wouters, M. Reichelt, G. Glauser, E. Bauer, M. Erb, J. Gershenzon, D. G. Vassāo (2014), Angewandte Chemie International Edition, 53, 11320- 11324
  3. http://cen.acs.org/articles/92/i40/Outwit-Plant-Defenses-Hungry-Caterpillars.html
  4. http://www.mpg.de/8429152/armyworms-maize

Opracowała: Emilia Strzałka

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*