Groen blaar vlugtige is 'n plant se vinnige reaksie op bedreigings. Star61/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Het jy al ooit gewonder oor daardie skerp, groen noot wat jou neus tref wanneer jy die grasperk sny of blomstingels sny? Daardie is groen blaar vlugtige, of GLVs: maklik verdampte olies wat plante gebruik om met ander plante te kommunikeer en hulself te verdedig teen herbivore of patogene soos bakterieë of swamme.

Byna elke groen plant kan vinnig sintetiseer en stel GLV's vry wanneer dit aangeval word, weerhou aanvallers beide direk af, sowel as indirek roofdiere van herbivore soos insekte lok en die plant se ander verdedigingsmeganismes voorberei. Navorsers weet dat GLV's 'n belangrike rol speel in die beskerming van plante, maar hoe dit werk, bly onduidelik.

Ek is 'n biochemie navorser, en deur 'n samewerking tussen die Wang Lab en Stratmann Lab van die Universiteit van Suid-Carolina, bestudeer ek en my kollegas hoe plantselle groen blaarvlugtige stowwe ontplooi. In ons onlangs gepubliseerde navorsing, het ons die potensiële seinpaaie geïdentifiseer wat GLV's gebruik om verdedigingsreaksies in tamatieselle te veroorsaak. Ons uiteindelike doel is om maniere uit te vind om GLV's te gebruik om landbouplae vir skoner boerdery te beheer.

Verdedigingstelsels in plante

Plante gebruik baie verdedigingstelsels om hulself te beskerm. Die eerste linie van verdediging behels die opsporing van mikrobiese indringers en die teenwoordigheid van skade deur gebruik te maak skade-geassosieerde molekulêre patrone, of DAMPs, wat molekules is wat deur beskadigde of sterwende selle vrygestel word.

Wanneer 'n sel 'n DAMP identifiseer, veroorsaak dit 'n immuunrespons en bevorder herstelmeganismes. Dit lei ook tot veranderinge in kalsiumioonkonsentrasie, wat immuunverwante gene en proteïene verder aktiveer. DAMP's ook skakel proteïene aan algemeen in baie stresseinpaaie wat ander verdedigingsreaksies aktiveer. Plante het verskeie middele van verdediging.

Baie studies het getoon dat die effekte van GLV's is soortgelyk aan DAMP's. Daarom wou ek en my span bewys of GLV's ook as DAMP's mag optree.

Om dit te doen, het ons bestudeer watter proteïene in tamatieselle aan- of afgeskakel word. Chemiese verandering van die struktuur van 'n proteïen deur 'n proses genoem fosforilering skakel dit aan of af. Proteïenfosforilering speel 'n sentrale rol in die regulering van 'n groot aantal sellulêre prosesse en behels baie seinoordragweë. Bestudeer die fosfoproteoom, of al die proteïene wat in een stelsel gefosforileer is, van tamatieselle kan ons help om die seinweë van GLV's en DAMP's te vergelyk.

Ons het gevind dat baie van die proteïene betrokke by groen blaar vlugtige seinpaaie betrokke was by die regulering van stres. Dit het baie komponente van DAMP-seinpaaie ingesluit, wat ons hipotese ondersteun dat GLV's soos DAMP's funksioneer in die aktivering van verdedigingsreaksies.

Gebruik GLV's in die landbou

Landbou plaas dikwels aansienlike druk op natuurlike hulpbronne en die omgewing. Byvoorbeeld, die gebruik van konvensionele plaagdoders kan lei tot omgewingsagteruitgang en plaagweerstand.

Biopesticiden neem toe in gewildheid as 'n minder giftige alternatief. Dit is natuurlike organismes of verbindings wat die groei en verspreiding van plae onderdruk. Byvoorbeeld, vlugtige organiese verbindings van plante is 'n tipe bioplaagdoder wat bewys het dat dit 'n verminderde gebruik van sintetiese insekdoders toelaat om plae in gestoorde voedselkorrels te bestuur.

Daarom kan GLV's ook effektiewe bioplaagdoders in boerdery wees. Een studie het getoon dat GLV's 'n plantplaag, die Apion miniatum besie, om op te voed 'n indringende en moeilik beheerbare onkruid, Rumex confertus. Daarbenewens het veldstudies oor wilde tabakplante bevind dat die vrystelling van GLV's vyande van herbivore kan lok. Die teenwoordigheid van hierdie herbivore mededingers kan nie net insekplae beheer nie, maar ook verhoog die produksie van besmette plante.

Met verdere navorsing glo ons GLVs het die potensiaal om natuurlik plae te beheer en volhoubare landbou te ondersteun.

Sasimonthakan Tanarsuwongkul, Ph.D. Kandidaat in Biochemie, Universiteit van Suid-Carolina

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.