Trängsel får majsen att aktivera försvaret, och doftsignaler får plantor på håll att göra likadant

Växter kan inte utan vidare lämna den fläck där de slagit rot, men faktum är att de rör på sig, till exempel för att fånga ljuset. Då kommer de i kontakt med andra växter i närheten. Sådan beröring kan i sig vara en signal som förbereder plantan för konkurrens om resurser såsom näring, ljus och vatten. I experiment kan den lätta beröringen från andra växter härmas med hjälp av en sminkborste.

Forskarna på SLU har tidigare sett att en majsplanta som berörs sänder ut underjordiska signaler som kan påverka tillväxten hos en majsplanta som inte har berörts.

– Nu ville vi se hur majsplantor som inte hade berörts reagerade på luftburna kemiska signaler som utsöndrades från bladen på den berörda plantan, säger Dimitrije Markovic, postdoktor på SLU, som genomfört studien tillsammans med kollegan Velemir Ninkovic och forskare från Florens University, Italien, och Penn State University, USA.

De testade kommunikationen mellan majsplantor i par där plantorna hade isolerats i var sin glasbur. Den ena majsplantan vidrördes lätt med en borste under en minut per dag och den andra utsattes för de luftburna utsöndringarna från den vidrörda plantan.

När forskarna analyserade resultaten såg de att orörda plantor reagerade likadant som berörda, dvs. det var samma gener som aktiverades. De gener som triggas av beröringen är kopplade till växtens försvar. Både berörda plantor och orörda grannplantor visade sig också vara mindre attraktiva för bladlöss.

Det var en oväntad upptäckt och forskarna kallar fenomenet för "speglingseffekt" (mirroring effect).

– Man kan tänka sig att försvaret triggas för att plantan måste vara konkurrenskraftig på alla plan för att kunna hävda sig mot andra plantor och tävla om begränsade resurser, säger Velemir Ninkovic, forskare på SLU.

Velemir Ninkovics forskargrupp har i flera år studerat kommunikationen mellan växter och hur denna kan användas inom växtskyddet. Det finns många studier om hur skadade växter påverkar växter i omgivningen. Till exempel kan man se att en växt utsöndrar annorlunda flyktiga ämnen när den är angripen av en skadeinsekt och att växter i närheten svarar på detta genom att aktivera sitt kemiska försvar. Forskningen på SLU har till stor del fokuserat på kommunikationen mellan oskadade växter, vilket är ett relativt nytt forskningsfält.

Den nyupptäckta speglingseffekten kan bli användbar inom växtskyddet. Den innebär att man kan stärka växternas försvar utan att behöva vidröra varje planta, vilket skulle kunna få praktisk betydelse t.ex. i växthus.

Resultaten publicerades i tidskriften Journal of Experimental Botany.

Mer information

Kontaktperson
Velemir Ninkovic, forskare
Institutionen för ekologi
Sveriges lantbruksuniversitet
velemir.ninkovic@slu.se, 018-67 25 41

Artikeln
Dimitrije Markovic, Ilaria Colzi, Cosimo Taiti, Swayamjit Ray, Romain Scalone, Jared Gregory Ali, Stefano Mancuso, Velemir Ninkovic. 2018. Airborne signals synchronize the defenses of neighboring plants in response to touch. Journal of Experimental Botany. https://doi.org/10.1093/jxb/ery375

Mer om forskargruppens arbete

https://www.slu.se/ew-nyheter/2016/10/vaxtkommunikation/
https://www.slu.se/ew-nyheter/2018/5/kommunikation-mellan-rotter/

Pressbild

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Källa ska anges.)

När en majsplanta blir vidrörd aktiveras dess försvarssystem, vilken gör den mindre lockande för bladlöss. Plantan utsöndrar dessutom dofter som får plantor längre bort att reagera likadant. Illustration: Dimitrije Markovic