News

Koolwitje triggerde ontstaan bladnecrose bij kruisbloemigen

Published on
January 26, 2021

Tot nu toe was weinig bekend over hoe planten zich beschermen tegen plantetende insecten en hoe de 'wapenwedloop' tussen insecten en planten is verlopen. Het is onderzoekers van Wageningen University & Research nu gelukt hier meer inzicht in te krijgen: sterke bladnecrose - het mechanisme waarbij planten de eitjes van vlinders en andere insecten op hun bladen waarnemen en doden - ontstond vrijwel uitsluitend bij kruisbloemigen en hun wilde verwanten die tot de favoriete gerechten van kleine koolwitjes behoorden, en bij wie door hen geproduceerde giftige mosterdolie geen effect had op deze koolwitjes. Een publicatie hierover is verschenen in het tijdschrift New Phytologist.

De vlindersoort klein koolwitje dankt zijn naam aan zijn voorkeur voor spruitkool, koolzaad en andere gecultiveerde kruisbloemigen als waardplant. Echter, wanneer het klein koolwitje (Pieridae) eitjes legt op wilde kruisbloemige planten zoals zwarte mosterd (Brassica nigra) kan de plant een necrotische reactie in gang zetten die ervoor zorgt dat het blad onder het eitje op een gecontroleerde manier afsterft. Hierdoor verdroogt het eitje en valt het van de plant af.

Om de genetische oorsprong en verspreiding van deze verdedigingseigenschap binnen de familie van kruisbloemigen te begrijpen, onderzocht een onderzoeksteam onder leiding van de leerstoelgroep Biosystematiek de necrotische reactie van diverse soorten kruisbloemigen op een mengsel van eitjes van negen vlindersoorten.

“Uit dit experiment bleek dat de sterke bladnecrose vrijwel uitsluitend ontstond en evolueerde bij kruisbloemigen en hun wilde verwanten die van oorsprong worden aangevallen door het klein koolwitje”, zegt onderzoeksleider Nina Fatouros. “Bovendien werd de bladnecrose alleen getriggerd door witjessoorten binnen de Pieridae die zich ondanks de giftige mosterdolie van de kruisbloemigen, toch met deze planten kunnen voeden.”

Een onbeschadigd eitje van een klein koolwitje dat bladnecrose veroorzaakt bij wilde kruisbloemigen (links), wat leidt tot uitdroging van het eitje (rechts) waarna het van het blad valt. Dergelijke verdedigingskenmerken worden vaak waargenomen in de natuur en kunnen tot 80% eitjessterfte leiden. Foto's Hans M. Smid, Laboratorium voor Entomologie, WUR.

Deze bevindingen lijken erop te wijzen dat de eitjesdodende eigenschap in de kruisbloemenfamilie is geëvolueerd ter compensatie van het vermogen van rupsen om de mosterdoliën te ontgiften. Als onderdeel van een lopende wapenwedloop hebben sommige vlinders zich waarschijnlijk aangepast aan het doden van eitjes door ze in groepjes te leggen (waardoor ze minder worden aangetast door necrose), over te schakelen op andere gastheerplanten, of de eitjes op bloemen in plaats van bladeren te leggen.

Het team onderzoekt momenteel de genetische basis van de eitjesdodende eigenschap in een Vidi onderzoeksproject dat wordt gefinancierd door NWO-domein TTW. Het einddoel is om gewassen te ontwikkelen die resistent zijn tegen insectenplagen. Effectieve herkenning van eitjes van schadelijke insecten door planten.