Växter försvarar sig mot bladlöss genom enzymer i cellväggen
När en bladlus angriper en växt initieras ett försvar, som kan utlösas antingen av växtätaren eller av själva växten. I en artikel i tidskriften Plant Physiology visar Umeå-forskarna Benedicte Albrectsen och Karen Kloth ett av de cellväggsmodifierande enzymens roll för försvaret mot bladlusangrepp.
– Kunskap om mekanismen bakom en sådan respons kan användas för att utveckla strategier för att bekämpa skadegörare som överensstämmer med FN:s hållbarhetsmål för grödskydd, säger Benedicte Albrectsen, forskare vid Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet.
En bladlus livnär sig på sockerrik sav i floemet, det vävnadssystem som ansvarar för transport av socker och andra näringsämnen från blad till rot i kärlväxter. Bladlusen manövrerar sin nålliknande mun genom cellväggen för att nå floemet, vilket skadar cellväggen.
Undersökte bladlusens sätt att äta
I den nya studien undersöker Benedicte Albrectsen tillsammans med forskaren Karen Kloth, som arbetat som postdoktor i hennes grupp på centrat Umeå Plant Science Centre, UPSC, vid Umeå universitet, födobeteendet hos perikobladlus på backtrav, Arabidopsis thaliana. Backtrav är en växt som ofta används som modellsystem inom växtforskning.
I studien testades hypotesen att cellväggen kan avge acetylfragment som startar och håller igång växtens beredskap – lite som en vaccination, eller uppbyggnad av immunförsvar hos djur.
Forskarteamet fokuserade på effekten av ett speciellt pektinmodifierande enzym, kallat pectin acetylesterase 9, PAE9, som hittills inte har studerats i detta sammanhang. De jämförde vildtyper av backtrav med mutanter, som har modifierats för att tysta PAE9 och därför inte kan producera acetylfragment.
Försenat försvar utan acetylfragment
– I mutanter som saknar acetylfragment-lossningen kunde bladlössen först nyttja saven i floemkärlen, fast efter en stund ökade försvarssubstanserna även i mutanterna. Vilken mekanism som kan ligga bakom mutanternas lite senare försvar, vet vi inte, men vi visar på en hormonkaskad och kan dra slutsatsen att backtrav dels har ett eget sätt att förbereda sitt försvar och minst ett back-upp system i frånvaro av PAE9, säger Benedicte Albrectsen.
Således fungerar PAE9 som en första barriär, som försvårar och försenar angrepp av bladlöss. Men även när PAE9 saknas byggs försvarsämnen upp i växten, fast långsammare och via andra verkställande mekanismer än växtens egna acetylfragment från cellväggspektinet.
Umeå Plant Science Centre (UPSC) är ett center för experimentell växtbiologi. Det bildades 1999 av Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet tillsammans med Institutionen för skoglig genetik och växtfysiologi vid Sveriges Lantbruksuniversitet.
Vetenskaplig artikel:
PECTIN ACETYLESTERASE9 Affects the Transcriptome and Metabolome and Delays Aphid Feeding. (Karen J. Kloth, Ilka N Abreu, Nicolas Delhomme, Ivan Petřík, Cloé Villard, Cecilia Ström, Fariba Amini, Ondřej Novák, Thomas Moritz, Benedicte Riber Albrectsen.) Plant Physiology, Oct 2019
Kontakt:
Benedicte Albrectsen, Umeå Plant Science Centre, Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet, benedicte.albrectsen@umu.se
