Tillväxt eller försvar – försvarsämnen spelar viktig roll för beslut

Växter avgör fortlöpande hur de ska investera sina resurser. Om en för stor del satsas på tillväxt, kan de bli mer mottagliga mot sjukdomar eller lättare attackeras av växtätare. Å andra sidan sker en stor investering i försvarssystemet på bekostnad av tillväxt. Vicki Huizu Guo Decker har funnit att vissa försvarskemikalier påverkar beslutsprocessen i asp.

– Växter försöker alltid att optimera sig emot en dynamisk balans mellan försvar och tillväxt. Systemet är mycket sofistikerat och känsligt, säger Vicki Huizu Guo Decker, som försvarade sin avhandling vid Umeå universitet fredagen den 4 november.

Produktion av kemiska försvarsämnen är kostsam för växter. Vicki Huizu Guo Decker har i sin avhandling studerat asp, Populus tremula, vilken producerar fenolföreningar såsom olika tanniner och salicinoider. Hon har experimentellt tagit reda på hur genetiskt olika aspar, så kallade genotyper, reagerar på olika nivåer av tillsatt kväve, och hur detta i sin tur påverkar de mikroorganismer som samexisterar med träden.

Kväve främjar normalt växters tillväxt och hämmar syntesen av tanniner i trädens blad. Vicki Huizu Guo Decker fann att det finns ett samband mellan den genetiskt ärvda nivån av tanniner i träden och deras strategi för att hantera begränsad kvävetillgång. Aspar med små tannin-mängder växte bättre på magra jordar med låga kvävehalter än träd som innehöll mycket tanniner.

– Träd med höga halter av tanniner investerar mer energi för att behålla dessa höga nivåer. Det är därför de växer mindre när mängden kväve är begränsad. Denna strategi kan vara en fördel för trädet när det till exempel angrips av insekter, säger Vicki Huizu Guo Decker.

En annan faktor som man tror påverkar aspens motståndskraft är de endofytiska svamparna. Dessa kan till och med öka trädets motståndskraft mot insektsangrepp. Vicki Huizu Guo Decker fann att sammansättningen av svamparter på asp är starkt relaterad till mängden fenolföreningar. Särskilt salicinoider visade sig påverka strukturen hos svampsamhället.

Förhållandet mellan endofytiska svampar och värdväxt blir ännu mer komplex när ytterligare miljöfaktorer läggs till, såsom insektsangrepp. Vicki Huizu Guo Decker studerade aspbladbaggar. Denna specialiserade skalbagge och dess larver livnär sig på asp och larverna använder till och med trädets fenoler för sitt eget försvar. Vicki Huizu Guo Decker visade att svampartskompositionen blir mindre specifik för alla asp-genotyper vid angrepp av aspbladbaggen.

Läs en digital publikation av avhandlingen

For mer information, kontakta gärna:

Huizu Vicki Guo Decker, Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet
Telefon: 090 786 54 89
E-post:huizu.guo@umu.se

Om disputationen:

Fredagen den 4 november försvarade Huizu Vicki Guo Decker, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umeå universitet, sin avhandling med titeln: Phenolics, Nitrogen, and Biotic Interactions: A Study of Phenylpropanoid Metabolites and Gene Expression in the Leaves of Populus tremula. Svensk titel: Fenoler, kväve och biotiska interaktioner: En studie av fenylpropanoids metabolism och genuttryck i aspblad.

Fakultetsopponent var George Newcombe, the Department of Forest, Rangeland, and Fire Sciences, University of Idaho, USA