Kemi vapen när växter utsätts för hot
Den inre kemin är viktig när växter utsätts för yttre hot.
– Växter är mästare när det gäller ämnesomsättning, de kan omforma och anpassa den beroende på sina olika behov, säger Stefano Papazian, Umeå universitet, som studerat hur växter anpassar sina metaboliska nätverk som reaktion på olika typer av miljörelaterad stress.
Konstant exponering för både levande och icke-levande faktorer i omgivningen gör växter känsliga för många olika typer av hot. Eftersom växter inte kan fly, är de beroende av sin inre kemi för att möta alla tänkbara utmaningar.
– Vi kan betrakta växter som sofistikerade kemiska fabriker. De kan producera tusentals olika kemiska föreningar, var och en med unika biologiska egenskaper, säger Stefano Papazian.
Försvar mot insekter
De flesta av dessa kemiska föreningar, så kallade fytokemikalier, spelar en viktig roll inuti växten, till exempel i försvaret mot insekter som äter på bladen. Stefano Papazians forskning syftar till att försöka förstå hur växternas inre kemi hjälper dem försvara sig mot skadeinsekter, till exempel fjärilslarver och bladlöss. Olika insekter orsakar olika skador på växten. Till exempel tuggar vissa fjärilslarver på bladen medan bladlöss har sugsnavel och genomborrar växten för att suga åt sig saven.
– Växtens metaboliska respons är väldigt specifik och anpassar sin försvarsstrategi beroende på vilken fiender som angriper den, säger Stefano Papazian.
Växter producerar många giftiga kemiska föreningar som kan försvaga eller fördröja fiendernas tillväxt, men dessa måste samtidigt balanseras mot annan metabolisk aktivitet i växten, till exempel fotosyntesen. Stefano Papazians resultat visar att växter förutom att producera försvarssubstanser mot larv- och bladlusattacker, omformar sin sockersammansättning.
I sin forskning har Stefano Papazian också studerat hur utsläpp av ozon i luften påverkar interaktionen mellan växter och insekter.
– På 50 kilometers höjd i atmosfären skyddar ozonlagret oss från solens UV-strålning, men på marknivån är ozon en giftig luftförorening som påverkar både människors hälsa och växter.
Ozonpåverkan
I avhandlingen visar Stefano Papazian hur exponering för ozon påverkar insekters tillväxt, men också resulterar i förändringar i växters ämnesomsättning, med negativ effekt på fotosyntes och försvarsförmåga.
– Om vi kombinerar ekologi med studier av växters kemi och ämnesomsättning kan vi öka vår förståelse för växelverkan mellan växter och insekter, både i naturen och i jordbruket. Det kan hjälpa oss förutspå effekterna av klimatförändringar och mänsklig påverkan på dessa känsliga ekosystem.
Stefano Papzian är född och uppvuxen i Milano, Italien. Han har en kandidatexamen i miljöbioteknik från universitetet i Milano, Italien, och en masterexamen i experimentell växtbiologi från Stockholms universitet. Han har genomfört sina forskarstudier vid Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet och Umeå Plant Science Centre, samt i samarbete med Swedish Metabolomics Centre.
Avhandlingen:
Fredagen den 2 juni försvarar Stefano Papazian, Fysiologisk botanik, Umeå universitet, och Umeå Plant Science Centre, sin avhandling med titeln: Black Mustard and the Butterfly Effect. Metabolomics of Plant-Insect Interactions under Multiple Stress Conditions; svensk titel: Svart senap och fjärilseffekten. Metabolomiks av växt-insektinteraktioner under flera stressbetingelser.
Kontakt:
Stefano Papazian, Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet och Umeå Plant Science Centre, tel 072-316 08 54, e-post: stefano.papazian@umu.se
