Cây cà chua không chỉ chú ý đến những dấu hiệu cảnh báo bằng hóa chất do các cây láng giềng xung quanh nó phát ra, mà trên thực tế còn chuyển hóa các hóa chất báo hiệu đó thành các chất thích hợp để tự bảo vệ chống lại những cuộc tấn công sắp tới của sâu bọ.
Các nhà khoa học tại ĐHTH Yamaguchi (Nhật Bản) đã phát hiện ra rằng, cây cà chua khỏe mạnh thường hấp thụ hóa chất dễ bay hơi do các cây xung quanh phát ra khi chúng bị sâu bướm ăn, sau đó chuyển hóa hóa chất đó thành chất bảo vệ, có độc tính đối với sâu. Theo họ, bằng cách đó cây trồng có thể tổng hợp rất nhiều vũ khí hóa học để chống lại sâu bọ.
Trước đây, một số nhà nghiên cứu đã phát hiện việc cây trồng sử dụng các hóa chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) để giao tiếp với nhau. Nhưng nghiên cứu mới này cho thấy, những cây trồng khác ở xung quanh không chỉ phát hiện ra những hóa chất đó mà trên thực tế còn chuyển hóa chúng thành các công cụ bảo vệ dạng hóa chất.
Khi cây cà chua bị sâu ngài đêm tấn công, chúng tiết ra các chất VOC khác nhau. Nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã tìm cách khảo sát tác động của các chất VOC này đối với các cây cà chua xung quanh. Họ phân tích chiết xuất lá của những cây cà chua mọc ở cuối hướng gió so với những cây đã bị chú ý cho phơi nhiễm sâu ngài đêm. Kết quả là họ đã phát hiện ra rằng, lá những cây cà chua đó có hàm lượng một chất glycosit gọi là Hex Vic ((Z) 3-hexenyl-vixianosit) cao hơn so với các cây đối chứng. Khi cho chất đó vào thức ăn của sâu ngài đêm, họ đã xác nhận chất đó có tác dụng bảo vệ của cây trồng: nó khống chế sự gia tăng trọng lượng của những con sâu và giảm cơ hội sống sót của chúng. Tuy nhiên, hiện nay các nhà khoa học vẫn chưa biết hóa chất này ngăn cản sâu ăn lá cây đến mức nào.
Nhóm nghiên cứu đã khảo sát xem HexVic đã được tạo ra như thế nào trong các cây không bị sâu. Ban đầu, họ cho rằng một hỗn hợp các chất VOC sẽ làm cho các cây tiếp nhận có khả năng phòng thủ tốt hơn nhờ kích hoạt các đường truyền tín hiệu. Nhưng trên thực tế họ đã phát hiện thấy chỉ có một chất VOC cụ thể mà các cây bị sâu ăn tiết ra là bị hấp thụ bởi các cây không bị sâu và được những cây này chuyển hóa thành HexVic, chất VOC đó chính là (Z)-3-hexenol. Bằng cách dán nhãn deuteri lên (Z)-3-hexenol, sau đó phun lên các cây, các nhà nghiên cứu đã chứng minh đ¬ược rằng, (Z)-3-hexenol đã được chuyển hóa thành HexVic. HexVic mà cây cà chua tạo ra sau đó có chứa deuteri, điều đó cho thấy cây cà chua đã sử dụng(Z)-3-hexenol để tạo ra độc tố đối với sâu bọ. Hơn nữa, không có sự khác biệt đáng kể về hàm lượng (Z)-3-hexenol nội sinh giữa những cây được thí nghiệm với những cây đối chứng. Điều đó cho thấy HexVic đã được tổng hợp từ (Z)-3-hexenol đã phun lên cây, chứ không phải từ dự trữ (Z)-3-hexenol của chính bản thân cây.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy các cây trồng khác, kể cả cây lúa miến và lúa gạo, có thể sinh ra HexVic. Họ cho rằng những cây này có thể sử dụng các cơ chế tương tự để tự vệ trước sâu bọ.
Theo các nhà nghiên cứu, họ đang tìm cách cách ly những gen liên quan đến quá trình glycosyl hóa các hóa chất dễ bay hơi. Họ hy vọng những nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp tìm ra các công nghệ mới để áp dụng những phát hiện mới này vào nông nghiệp.
Các nhà nghiên cứu về cây trồng tại ĐHTH Purdue (Mỹ) cho rằng, những phát hiện nêu trên có thể giúp phát triển những phương pháp mới để kiểm soát dịch hại. Sâu ngài đêm là một loài dịch hại lớn đối với cà chua và các cây trồng khác. Khả năng tiếp nhận một hóa chất cụ thể một cách có chọn lọc, sau đó chuyển hóa hóa chất đó thành hợp chất trực tiếp độc hại đối với bản thân sâu bọ là hiện tượng khác thường và điều đáng lưu ý là hiện tượng này được lặp lại ở các loại cây trồng rất khác nhau.
Hoahocngaynay.com/Hoahoc.info
Nguồn: Tạp chí CN Hóa chất/ChemistryWorld 4-2014
