11 listopada, 2021

Nauka: Aspiryna pomaga ogrodowi rosnąć

Paul Simons

Wkładanie aspiryny do wazonu z wodą podobno utrzymuje cięte kwiaty
świeże. Teraz istnieje naukowe poparcie dla tego pomysłu. Dwa zespoły naukowców
pracujące niezależnie odkryły, że kwas salicylowy – aktywny składnik
aspiryny – wyzwala obronę rośliny przed chorobą.

odkrycie podnosi możliwość ochrony roślin przed grzybicami,
infekcjami bakteryjnymi i wirusowymi poprzez aktywację naturalnych mechanizmów obronnych rośliny.
sugeruje również, że kwas salicylowy zachowuje się jak hormon i może wywoływać
inne procesy wewnątrz roślin.

rośliny od dawna produkują własną aspirynę. Nazwa salicylic
pochodzi od wierzby, Salix, którą północnoamerykańscy Indianie używali do leczenia bólu głowy. Ale do niedawna nikt nie wiedział, do czego rośliny używały
swojej naturalnej aspiryny.

w ciągu ostatnich 20 lat naukowcy odkryli, że rośliny są wrażliwe
na syntetyczną aspirynę. Substancja może między innymi powodować, że rośliny
otwierają pory w liściach, wyciekają składniki odżywcze z korzeni, wyrastają liście,
i czasami kwitną.

Reklama

pierwszy przełom w zrozumieniu działania aspiryny w roślinach nastąpił
z bardzo niezwykłą rośliną: lilią voodoo, Sauromatum guttatum. Zakwity w kształcie rogówki
szybko się nagrzewają, gdy stają się płodne. Ciepło odparowuje związki
, które wydzielają ostry aromat gnijącego mięsa, a to przyciąga padlinę
muchy, które zapylają kwiaty. Ten piec botaniczny zależy od
lilii voodoo przechodzącej fenomenalną szybkość oddychania – tak szybko, jak
kolibra w locie (New Scientist, 9 maja 1985, str. 22).

trzy lata temu grupa naukowców pod przewodnictwem Ilyi Raskin, w
laboratorium rolniczym Du Ponta w Delaware, odkryła wzrost kwasu salicylowego
w lilii voodoo dzień przed kwitnieniem. Wykorzystując czułą technikę analityczną
, odkryli, że poziom kwasu salicylowego w roślinie
skoczył prawie 100 razy i wywołał eksplozję oddychania (Science,
vol 237, s 1601).

to ustanowiło kwas salicylowy jako silny sygnał chemiczny, chociaż
w dość dziwacznej roślinie. Ale jaką rolę może odgrywać kwas salicylowy w mniej
egzotycznych roślinach?

rośliny mają swoisty „układ odpornościowy”, z którym walczą z chorobami.
kiedy grzyby, bakterie lub wirusy infekują roślinę, często wywołują sygnał
, który podróżuje do niezakażonych liści, gdzie stymuluje produkcję
białek zwalczających choroby. Ten mechanizm odporności na choroby i sygnał
, który przygotowuje obronę rośliny, były tajemnicą dla biologów.

obiecująca wskazówka wyszła jednak na jaw w 1979 roku. Raymond White z brytyjskiej
Stacji Badawczej Rothamsted był w stanie zapobiec namnażaniu się wirusów mozaiki tytoniowej
poprzez wstrzyknięcie zainfekowanym roślinom aspiryny. Aspiryna pojawiła się
, aby wywołać produkcję grupy białek zwalczających choroby (wirusologia,
vol 99, S 410).

opierając się na tym i własnym odkryciu z lilią voodoo, Raskin
kontynuował pracę ze studentką Jocelyn Malamy i jej współpracownikami
na Rutgers University w New Jersey. Zmierzyli poziom kwasu salicylowego
w roślinach tytoniowych zakażonych wirusem mozaiki tytoniowej. Zanim
wykryto jakiekolwiek objawy infekcji lub oporności, poziom kwasu salicylowego
wzrósł prawie pięciokrotnie w całej roślinie. Ten gwałtowny wzrost zapoczątkował
produkcję białek zwalczających choroby.

Raskin i jego współpracownicy znaleźli kolejny dowód na znaczenie kwasu salicylowego
w odpowiedzi immunologicznej roślin. „Poncz” salicylowy występuje tylko w
odmianach tytoniu, które są naturalnie odporne na wirus mozaiki.
poziom kwasu salicylowego prawie nie zmienił się w odmianach, które uległy
chorobie (Science, vol 260, S 1002).

inna grupa biologów, kierowana przez Jean Pierre Metroux z laboratoriów Ciba-Geigy w Bazylei w Szwajcarii, doszła do podobnych wniosków, gdy
szukali naturalnych sygnałów, które wywołują odporność na choroby u
roślin ogórka. „Patrzyliśmy tylko do wnętrza floemu roślinnego (kanały przewodzące cukier
) i przez pomyłkę znaleźliśmy kwas salicylowy-nie mieliśmy z góry pojęcia
, jaki może być sygnał” – mówi Metroux.

Grupa zidentyfikowała sygnał kwasu salicylowego w zakażonych roślinach ogórka
, szukając przypływu jakiejkolwiek substancji chemicznej, zanim zobaczyły oznaki choroby
lub odporności (Science, vol 250, p 1004).

Metroux twierdzi, że chociaż prace są nadal podstawowymi badaniami, istnieją
potencjalne komercyjne spin-offy: „Ciba-Geigy chciałaby opracować nową
strategię ochrony roślin. Chodzi o to, aby rozwijać chemikalia
wyzwalać naturalną odporność na choroby u roślin, z zewnątrz.”

alternatywnie, Raskin przewiduje hodowanie roślin w celu wytworzenia wysokiego poziomu
kwasu salicylowego: „możemy znaleźć enzymy, które syntetyzują kwas salicylowy
i wyrażają je w podatnych roślinach.”Lub zamiast tego można użyć bakterii
. Bakterie, które żyją wokół korzeni roślin i pomagają je karmić, również
wytwarzają dość duże ilości własnego kwasu salicylowego. Tak więc, zachęcając
bakterie żywiące korzenie, naukowcy mogą pomóc w odporności rośliny na choroby.

Raskin uważa tę pracę za pierwszy krok w odkrywaniu roli kwasu salicylowego
w roślinach. „Naszym celem jest pokazanie, że jest ważnym regulatorem w
roślinach w wielu różnych efektach.”Dodaje, że ma już wstępne
dowody na to, że kwas salicylowy przygotowuje obronę roślin przed stresem fizycznym.

te niezwykłe odkrycia podkreśliły kwas salicylowy
jako hormon roślinny o mocy, którą dopiero zaczęliśmy doceniać.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.