Het groei of verdedigingen dilemma
Jonge plantjes zijn vaak extra gevoelig voor insectenvraat. Een goedgeplaatste hap, en weg plant. Ook de impact van zap-zuigende insecten is groot. Maar zo eenvoudig als de verdediging een tandje hoger zetten is het niet laat onderzoek van Chinese onderzoekers in Scientific Advances zien.
Niet alleen zijn jonge plantjes extra vatbaar, insecten blijken er ook nog eens een voorkeur te hebben voor jong groen. Maar hoe ouder hoe meer de verdediging van planten op order is en hoe minder insectenvraat voorkomt. De onderzoekers besloten te onderzoeken hoe de plant dit regelt.
Hiervoor bestudeerde de onderzoekers hoeveel verdedigingshormonen jonge en oude Nicotiana benthamiana planten aanmaakte. Het bleek dat de oude planten meer van het hormoon SA hadden dan jonge planten. Het andere verdedigingshormoon, JA, vertoonde geen verhoging naarmate de planten ouder waren.
Het groeihormoon auxine remt de leeftijdsafhankelijke verdediging
Hiermee hadden de onderzoekers een middel in handen om uit te pluizen hoe de plant leeftijdsafhankelijke verdediging regelt. Als eerste plozen uit ze via welke weg de plant SA voor leeftijdsafhankelijke verdediging loopt. Hier kwamen ze bij de weg die via het PAL6 enzym loopt.
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers welk gen regulator het PAL6 gen aanzet, MYB42, en welke gen regulators dit gen weer aanzetten, ARF18La/b. Daarbij elke keer nagaan of bij eerder aanwezigheid van deze gen regulators ook de verdediging eerder op gang komt, wat het geval bleek te zijn.
Nu worden ARG gen regulators gereguleerd door het groeihormoon auxine. De daaropvolgende vraag was dan ook hoe beïnvloed auxine op de verdediging? Voedde de onderzoekers auxine aan oude planten dan ging hun verdediging uit, en waren de planten vatbaarder voor zap zuigende insecten.
Het verdedigingshormoon SA onderdrukt auxine
De vraag waar de onderzoekers nog mee bleven zitten was hoe auxine dit voor elkaar kreeg. Daarom testte de onderzoekers de invloed van auxine op de regulatie van PAL6, MYB42 en ARF18La/b. Hierbij viel op auxine de activatie van PAL6 door MYB42 en van MYB42 door ARF18La/b niet hinderde. Maar dat er minder MYB42 en ARF18La/b was naarmate er meer auxine was. Voor ARF18La/b bleek dit niet te komen doordat het gen door auxine minder aanstond, maar er was desondanks minder ARF18La/b mRNA aanwezig.
Auxine zorgde er dus voor afbraak van ARF18La/b mRNA. Dit gebeurt vaak met behulp van miRNAs die het desbetreffende mRNA labelt voor afbraak. Na een speurtocht in de miRNA database bleek miR160c een goede match. In planten die meer miR160c hadden was er geen leeftijdsafhankelijke verdediging. Terwijl in planten die op jeugdige leeftijd al minder miR160c hadden ook de verdediging al aanstond. Daarnaast bleek auxine miR160c direct aan te zetten.
Nu de onderzoekers uitgeplozen hadden dat auxine de rem is op de leeftijdsafhankelijke verdediging was er nog een vraag. Waarom was die rem nodig? Om dat uit te zoeken groeide de onderzoekers de planten in de aanwezigheid van SA. Wat bleek de planten groeide nauwelijks, doordat er minder auxine aanwezig was. Voor jonge plantjes blijft dus de afweging groeien of mezelf verdedigen.
Literatuur
Wen-Hao Han et al., Auxin-salicylic acid seesaw regulates the age-dependent balance between plant growth and herbivore defense.Sci. Adv.11,eadu5141(2025). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu5141
Plant en Zo 