Во время своей докторской диссертации Карен Клот изучала пищевое поведение тли на различных разновидностях модельного растения Arabidopsis thaliana, собранных в 350 различных местах северного полушария. Вместе с другими голландскими исследователями она построила платформу для видеонаблюдения, чтобы измерить, как часто тля проникает в растения и питается.
На устойчивых растениях тля меньше питалась богатым сахаром соком, чем восприимчивые растения. Такое поведение было связано с одним специфическим геном растения, кодирующим белок с неизвестной функцией. После этого исследователи из Центра науки о растениях Умео, UPSC, Университета Умео изучали, где в растении находится белок. Они трансформировали растения флуоресцентной версией белка и обнаружили, что белок покрывает внутреннюю часть сосудов, по которым транспортируется богатый сахаром сок.
Дальнейшие эксперименты показали, что тля медленнее поглощает сок и дает меньше потомства на устойчивых растениях. Исследователи считают, что белок может закупорить узкий пищевой канал тли. При высокой температуре растения производили больше белка и были более устойчивы к тле. Кроме того, у растений с белком было еще одно преимущество; они смогли дать больше семян во время теплового стресса.
Карен Клот, ныне пост-доктор кафедры физиологии растений Университета Умео, почти шесть лет работает над этим исследованием:«Вначале мы не знали, будет ли работать видеоплатформа. Мы держали тлей в очень искусственной среде, и остается спорным, представляют ли они целые растения в естественных условиях. Когда первые результаты подтвердили, что мы действительно нашли новый ген устойчивости, я был очень взволнован ».Естественная устойчивость растений к тле и лучшая устойчивость к тепловому стрессу представляют интерес для растениеводческих компаний.
Селекция сельскохозяйственных культур с эффективными белками устойчивости может помочь сократить применение инсектицидов и снизить потери урожая из-за жарких погодных условий. В долгосрочной перспективе это исследование может помочь в производстве более экологически чистых фруктов и овощей.
Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.