Beröring och doftsignaler viktiga i majsplantans försvar

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. De påverkas också av vindar och nederbörd och kan då komma i kontakt med växter i närheten. Denna beröring kan hos till exempel majs fungerar som en signal om att växten står tätt tillsammans med andra. Med den informationen kan plantan förbereda sig för en ökad konkurrens om till exempel näring, ljus och vatten. Beröringen kan också sätta igång försvar mot skadeinsekter.

Varningar sprids via luften
Forskare på SLU har i tidigare försök sett att en majsplanta som berörs sänder ut underjordiska signaler som kan påverka tillväxten hos en majsplanta som inte har berörts. Nu har samma forskare också undersökt hur plantor som inte direkt berörs av varandra kan få samma varningssignaler via luften.

– Vi ville se hur majsplantor som inte hade berörts reagerade på luftburna kemiska signaler som utsöndrades från bladen på en berörd planta, 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.

För att undersöka kommunikationen mellan majsplantor lät man par av plantor växa bredvid varandra, men man isolerade dem 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.

Skydd mot bladlöss förvånade
När forskarna analyserade resultaten såg de att orörda plantor reagerade likadant som de berörda, det vill säga det var samma gener som aktiverades. De gener som triggades av beröringen är kopplade till växtens försvar och en ökad konkurrenskraft. Men att både berörda plantor och orörda plantor samtidigt visade sig bli mindre attraktiva för bladlös var en oväntad upptäckt och forskarna kallar fenomenet för ”speglingseffekt” (mirroring effect).

– Man kan tänka sig att försvaret mot bladlöss triggas som ett led i att plantan gör sig konkurrenskraftig på alla plan för att kunna hävda sig mot andra plantor och tävla om begränsade resurser, säger Velemir Ninkovic, forskare på SLU.

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

Den nyupptäckta speglingseffekten kan bli användbar inom växtskyddet. Det skulle kunna leda till att man kan stärka växternas försvar mot skadeinsekter utan att behöva vidröra varje planta, vilket skulle kunna få praktisk betydelse i till exempel växthus.

Kontakt:
Velemir Ninkovic, Institutionen för ekologi, Sveriges lantbruksuniversitet
velemir.ninkovic@slu.se

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

Mer om forskargruppens arbete:
Växter lyssnar på sina grannar och kan förutsäga framtida konkurrens
Det som händer ovan jord påverkar växternas kommunikation via rötterna