rupsen die zich voeden met maïsbladeren gebruiken hun uitwerpselen om de plant ertoe te bewegen zijn afweer uit te schakelen, waardoor ze meer kunnen eten en sneller kunnen groeien.

De Ontdekking is nog een openbaring over de talloze chemische signalen die tussen planten en insecten passeren, zeggen wetenschappers.

planten worden voortdurend bedreigd door plantenetende insecten. Van bijna 400.000 plantetende insectensoorten is bekend dat ze op 300.000 plantensoorten leven.

wanneer deze herbivoren zich met planten voeden, veroorzaken ze niet alleen mechanische schade, maar laten ze vaak stoffen achter die de reactie van de plant op herbivorie beïnvloeden. De stoffen zijn analoog aan de microbiële geassocieerde verbindingen die de reactie van planten op pathogene schimmels of bacteriën beïnvloeden.

val armyworm larven vreten zich vraatzuchtig met bladeren in de ingesloten kransen van maïsplanten, en poepen noodgedwongen dichtbij in de spleten waar de bladeren aan de stengels voldoen. In deze structuren hopen zich grote hoeveelheden uitwerpselen of “frass” op en kunnen daar lange tijd blijven.

“Het zou nadelig zijn voor het insect om signalen af te zetten die de afweer van planten tegen het kunnen versterken, dus we onderzochten welke chemische verbindingen in de frass de plant signaleerden”, zegt Dawn Luthe, hoogleraar plantstress biology aan Penn State.

ziekteverwekker of insectenverdediging

“Het blijkt dat de frass van de Rups de plant probeert te detecteren dat hij wordt aangevallen door schimmelpathogenen en een afweer tegen hen opbouwt, waardoor de afweer van de plant tegen herbivoren wordt onderdrukt.

“planten kunnen zich niet tegelijkertijd verdedigen tegen zowel pathogenen als insectenaanvullers—ze moeten ofwel hun pad inschakelen om zich te verdedigen tegen herbivoren, ofwel hun pad om zich te verdedigen tegen pathogenen.”

de bevindingen, gepubliceerd in het Journal of Chemical Ecology, kunnen leiden tot de isolatie van specifieke bestanddelen van de frass die kunnen worden opgenomen in een verbinding die op gewassen moet worden gespoten, zegt Luthe.

een dergelijk organisch, ecologisch duurzaam bestrijdingsmiddel zou de afweer van planten tegen ziekteverwekkers kunnen verbeteren. Of misschien kunnen planten genetisch gemodificeerd worden om de eiwitten van de frass op te nemen om de inheemse weerstand van een gewas tegen ziekteverwekkers te vergroten.

Rupsfrass is samengesteld uit moleculen afgeleid van de waardplant, het insect zelf, en geassocieerde microben, en daarom biedt het overvloedige aanwijzingen die de reactie op de verdediging van planten kunnen veranderen, zegt hoofdonderzoeker Swayamjit Ray, een doctoraatstudent in het Intercollege Plant Biology program. Proteã nen van valarmyworm rups frass induceerden aanvankelijk wondresponsieve afweergenen in maïs; echter, een pathogenese-gerelateerd afweergen werd kort daarna geïnduceerd.

De elicitatie van pathogeenafweer door frass-eiwitten was gecorreleerd met een verhoogde groei van herbivoren en een verminderde prevalentie van schimmelpathogenen in de loop van de tijd. Deze reacties verschillen van de typische plantaardige reactie op orale afscheidingen van de val armyworm rups, en de resultaten effenen de weg voor de identificatie van een eiwitmolecuul uit de uitscheiding van een herbivoor die pathogeen-verdediging reacties ontlokt terwijl het onderdrukken van herbivoor verdediging in planten.

om hun hypothese te testen, gebruikten onderzoekers frassextract op de bladeren van maïsplanten en vergeleken ze de groei van herfstarmworm rupsen die zich voedden met de bladeren met de groei van rupsen die zich voedden met onbehandelde bladeren.

zij hebben ook de werking van een schimmelpathogeen gemeten als reactie op de frassbehandeling van maïsbladeren. Ze inoculeerden de bladeren met sporen van een schimmel die bladvlekken veroorzaakt in maïs (Cochliobolus heterostrophus).

” de plant merkt dat hij wordt aangevallen door een ziekteverwekker en niet door een insect, dus zet hij zijn verdediging tegen ziekteverwekkers aan, waardoor de rups vrij is om zich te blijven voeden met de plant.

“Het is een ecologische strategie die is geperfectioneerd over duizenden jaren van evolutie,” Ray zegt.

het Amerikaanse Ministerie van Landbouw steunde de werkzaamheden.