Växter varnar varandra för angripare


Växter har förmågan att försvara sig själva mot växtätare trots oförmågan att röra sig säger forskare. De tar ofta till försvarstekniker när de anar fara, såsom att producera toxiner eller ge ifrån sig flyktiga kemikalier vilka attraherar skadedjurens naturliga fiender.

I juninumret av tidskriften Plant Physiology uppger sig forskare i växtfysiologi ha identifierat en familj av små framkallare av peptider, växters försvarssignaler, vilka hjälper plantorna att besvara insektsattacker.

Försvarsmekanismen fungerar som följer: proteiner som redan finns i växten intas av de attackerande insekterna. Medan insekterna tillgodogör sig proteinerna omvandlas de till en framkallare av peptider, som andra växter känner igen när insekterna livnär sig på dem. När växterna upptäcker de insektsburna framkallarna sätter de igång det kemiska försvaret.

Vetenskapsmän har länge känt till att vissa växter kan urskilja olika attackerande insekter. Detta försvarsbeteende har emellertid visat sig vara svårbeskrivet på molekylärnivå. Ett fåtal systemmodeller har använts för att karaktärisera de potentiella interaktionerna mellan vad forskare uppskattar vara minst fyra miljoner insekter och 230 000 blommande växtarter. Dessutom kan högaktiva försvarssignaler från växter uppstå på nivåer där de är för små för att lätt upptäckas eller isoleras.

Forskaren Eric Schmelz vid United States Department of Agriculture’s Centre for Medical, Agricultural and Veterinary Etnomology, ledde ett forskningsteam som ägnade tre år åt att analysera black-eye-bönans biokemiska reaktioner på växtätare och oralt sekret från härmasken, ett vanligt skadedjur på grödorna. Under projektperioden analyserades den biokemiska aktiviteten på över 10 000 blad. Studien testade bland annat på växternas produktion av phytohormoner (en slags växthormon) efter att ha exponerats för oralt sekret från insekter.

Tidigare har forskare identifierat och isolerat en aminosyra kallad inceptin, som spelar en nyckelroll för att varna när black-eye-bönan attackeras av härmasken. Inceptin är del av ett större livsviktigt enzym i växter. När härmasken livnär sig på black-eye-bönan intar insekten de större enzymen och bryter ned dem. Inceptin frigörs som då blir till en del av härmaskens orala sekret. När masken nästa gång äter black-eye-bönan kommer spårämnen av inceptin åter i kontakt med det skadade bladet och varnar andra växter så att de börjar producera en explosion av skyddande phytohormoner.

Eric Schmelz och hans team bekräftar i sina studier inceptinets roll som den dominerande peptiden i black-eye-bönans försvar mot härmasken. Därutöver identifierar forskarna två relaterade men inte så rikliga peptidfragment som framkallar liknande försvarsreaktioner hos black-eye-bönan, och en tredje peptid utan någon synbar effekt. De visar också på att inceptinrelaterade peptider utlöser en överensstämmande, sekventiell kaskad av phytohormoner i black-eye-bönan, och fastställer även inceptinets struktur.

För att vidareutveckla detta arbete värvar nu Schmelz en doktorerad forskare som hjälp för teamet att rena och identifiera inceptinmottagaren hos grönsaker.

Översatt från originalartikel på engelska.