CORVALLIS, Ore. - Az oregoni és másutt kutatók felfedezték az általuk "bruchinnak" nevezett vegyszerek új osztályát, amelyek még rendkívül alacsony expozíció mellett is jelzik, hogy a növény jóindulatú daganatot hoz létre, nyilvánvalóan a a növény védekező mechanizmusa a kártevők ellen.
Az Oregon Állami Egyetem tudósai, az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma és egy magáncég tudósai által készített tanulmány kedden jelenik meg a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban. A kutatók szerint ennek a felfedezésnek nincs azonnali kereskedelmi alkalmazása, de a vegyszerek e csoportjának szokatlan képességei rendkívül érdekesek. Ez az első ilyen típusú vegyi anyag, amelyet valaha is azonosítottak, amely daganatképződést válthat ki a növényekben, mondták.
"Ez a vegyszerek rendkívül aktív új osztálya, amely egyértelműen befolyásolja a növények növekedésének szabályozását" - mondta William Proebsting, az OSU kertészeti professzora. "Olyan alacsony szinten tudtuk megfigyelni a növényre gyakorolt biológiai hatását, hogy még fizikailag sem tudtuk kimutatni a vegyszert. Valahányszor ilyen aktivitású vegyi anyagok új csoportját találja, egy kicsit izgatott lesz. És ez a fajta alapvető felfedezés, amely gyakran megalapozza a későbbi alkalmazások terepet."
Ebben a kutatásban a tudósok a borsónövények és a borsózsizsik kölcsönhatását vizsgálták, egy apró rovar, amely kisebb, mint egy katicabogár, de a borsó egyik legrosszabb rovarkártevője. A szaporodáshoz a borsózsizsiknak egy borsóhüvelyre kell leraknia tojásait. De a borsónövény láthatóan innovatív és hatékony választ fejlesztett ki erre a rovartámadásra.
A tojás lerakásakor a borsónövény egyfajta vegyszert észlel a borsózsizsikben, amelyet az oregoni kutatók azonosítottak, és bruchinnak (a tudományos besorolás alapján bruchidnak) neveznek, amelyhez a borsózsizsik tartoznak.
Ez a vegyszer beindítja a borsóhüvely sejtosztódási folyamatát, amely valójában egy kis daganatot képez, felemeli a borsókagyló tojását, és eltávolítja a borsóhüvelytől. Ebben a helyzetben segít megakadályozni, hogy a felbukkanó zsizsik lárvák befurakodjanak a borsóhüvelybe. A kutatók szerint leeshet, kiszáradhat vagy megehetik a ragadozók, és ez csökkenti annak esélyét, hogy a borsózsizsik sikeresen megfertőzze a borsót.
"Elég nyilvánvaló, hogy ez egy természetes védekező mechanizmus, amelyet a borsónövények fejlesztettek ki, és a természetben való túlélés szempontjából elég jól működik" - mondta Robert Doss, az USDA Agricultural Research Service növényfiziológusa. OSU Kertészeti Tanszék. Doss a tanulmány egyik vezető kutatója volt Proebstinggel és James Oliverrel, a beltsville-i Mezőgazdasági Kutatási Szolgálat vegyészével, Md.
A tudósok szerint minden gyakorlati alkalmazástól eltekintve egy ilyen vegyszer a természet csodája.
"Ez vezethet valamihez, ami hasznos lehet a mezőgazdaságban vagy máshol, de mindig segít megérteni az élőlények közötti kapcsolatot" - mondta Doss. "És bármi, amit találunk, ami a sejtosztódás szabályozásával kapcsolatos, nagyon fontos."
A kutatók megállapították, hogy az új bruchin vegyszerek nemcsak rendkívül alacsony szinten aktívak, hanem a borsónövények reakciója is rendkívül precíz. Amikor mesterségesen alkalmazták a borsónövényeken, a daganatok szinte azonnal elkezdtek kialakulni a borsóhüvelyen – ahol a természetben hasznos szerepük lenne a borsózsizsik elriasztásában -, de nem volt hatással ugyanazon növény legtöbb más részére.
Korábbi kutatók azonosítottak egy gént a borsónövényben, amely szükséges e daganatok kialakulásához. Az oregoni kutatók és munkatársaik most felfedezték a folyamatot elindító rovarkártevő által termelt kulcsfontosságú vegyszert.
A kutatók szerint számos más növényen is vannak hasonló "epek" vagy növényi daganatok. Ilyen például a tölgyleveleken gyakran előforduló kerek varasodás. De ez a folyamat gyakran valóban a rovarok javát szolgálja, amelyek kölcsönhatásba lépnek ezekkel a növényekkel, mondta Doss, így a különböző természetes rendszerekben nem világos, hogy van-e egyetlen evolúciós magyarázat a daganatok kialakulására.
Az alapvető növényi növekedési mechanizmusok felfedezésének fontos következményei lehetnek – mondták a tudósok. Amikor évekkel ezelőtt először azonosítottak egy "auxin" nevű növényi hormont, amely szerepet játszott a sejtmegnyúlásban, az eredményeknek nem volt nyilvánvaló haszna. Később ezek az alapvető információk gyökérstimuláló hormonok, új típusú gyomirtó szerek és egyéb termékek létrehozásához vezettek.
