Η αμυντική αντίδραση φυτών τομάτας στην προσβολή από δύο διαφορετικά είδη τετρανύχου, Tetranychus urticae και Tetranychus evansi
Creators: name: Σακαβάλα, Σταματία Χρονή
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Μεταβολισμός Φυτών
Αλληλεπίδραση
Φυτοφάγα
Plant Metabolism
Interaction
Herbivores

description: Στην αλληλεπίδραση φυτών- φυτοφάγων επιδρά σημαντικά η μεταβολή του κλίματος, τόσο άμεσα στη φυσιολογία και άμυνα των φυτών όσο και με την διασπορά και εισαγωγή νέων εχθρών αποτελώντας για αυτά, απειλή μείζονος σημασίας. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η απόκριση του φυτού τομάτας (Solanum lycopersicum), σε σχέση με την έκλυση πτητικών ουσιών και την ανάπτυξή του, στην προσβολή από δύο είδη τετρανύχου: ενός ολιγοφάγου Te (Tetranychus evansi) και ενός πολυφάγου Tu (Tetranychus urticae) σε διάστημα 72h, 10d και 20d προσβολής. Ακόμη, διερευνήθηκε το αποτύπωμα που άφησε ο εξειδικευμένος εχθρός στα φυτά μετά την απομάκρυνσή του, και αν αυτό διέφερε μεταξύ της βραχύχρονης και μακρόχρονης προσβολής. Για τον σκοπό, έγιναν φυσιολογικές και μορφολογικές μετρήσεις που αφορούσαν τον δείκτη περιεχομένου χλωροφύλλης (CCI), την φωτοχημική απόδοση (QY) και το ύψος για τη βλαστική περίοδο, τα άνθη και τους καρπούς για την αναπαραγωγική σε ελεγχόμενο περιβάλλον θερμοκηπίου, σε φυτά που είχαν απαλλαγεί από την αρχική προσβολή. Ως προς την απόκριση του φυτού στην προσβολή, υπάρχει σαφής διάκριση μεταξύ των δύο ειδών. Η αμυντική απόκριση του φυτού στην προσβολή από το πολυφάγο είδος τετρανύχου (Tu) γίνεται άμεσα με σημαντική έκλυση πτητικών ουσιών στις 72h από την εναπόθεση ατόμων, με συμμετοχή των: α πινένιο, ο- κυμένιο, 4-καρένιο και το γ- τερπινένιο. Τα μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά, για τις 10d και 20d, είναι ένδειξη, ότι το φυτό ενδεχομένως να εκφράζει μηχανισμό «ανοχής» διατηρώντας υψηλό περιεχόμενο χλωροφύλλης και οδηγώντας σε αντιστάθμιση του μειωμένου ύψους στις 20d. Στις 20d προσβολής, δεν φάνηκε να έχει υπάρξει καλή εγκατάσταση του πληθυσμού τόσο μακροσκοπικά όσο και εκ των αποτελεσμάτων των μεταβολιτών που υποδεικνύουν μια ισορροπία μεταξύ φυτών μεταχείρισης και μάρτυρα. Το ολιγοφάγο είδος τετρανύχου (Te), έχει διαφορετική απόκριση. Έντονη έκλυση πτητικών ουσιών γίνεται στις 10d προσβολής, και σημαντική για την επέμβαση με Te, είναι η συμμετοχή των πτητικών: δι μέθυλο σουλφίδιο, εξανάλη, 1,3,5- κυκλοεπτατριένιο, 3,7,7- τριμέθυλο , α-πινένιο, ισολιμονένιο, μυρκένιο, trans- β – οκιμένιο, παρα- κυμένιο, π- κυμεν- 8- όλη, σαμπίνο-κετόνη. Η άμεση απόκριση του φυτού στο Te, παρά την μειωμένη αφθονία σακχάρων και οργανικών οξέων συγκριτικά με τον μάρτυρα, λόγω ταυτόχρονα περιορισμένης έκλυσης πτητικών ουσιών υποδηλώνει διαφορετική στρατηγική άμυνας του φυτού που πιθανόν να σχετίζεται με μεταφορά των πρωτογενών μεταβολιτών σε αποθηκευτικά όργανα. Στις 20d προχωρημένης προσβολής, η μεταβολική ρύθμιση δείχνει να γυρίζει από την άμυνα στην ανάπτυξη. Τα αμινοξέα φθίνουν ενώ αντίθετα σάκχαρα και οργανικά οξέα τείνουν σε αύξηση. Για την βλαστική περίοδο φυτών απαλλαγμένων από την προσβολή και ανεπτυγμένων σε θερμοκήπιο, αυτά της βραχύχρονης προσβολής αρχικά δεν διέφεραν από τους μάρτυρες ως προς το ύψος, το φωτοχημικό έργο και τον δείκτη περιεχομένου χλωροφύλλης ενώ στην αναπαραγωγική περίοδο οδήγησαν σε μεγαλύτερη καταγραφή ανθέων και καρπών. Αντίθετα, τα φυτά της μακρόχρονης προσβολής, παρότι διέφεραν σημαντικά στην αρχή σε σχέση με τους μάρτυρες ως προς το ύψος, στην πορεία η διαφορά εξομαλύνθηκε. Στην αναπαραγωγική φάση, οδήγησαν σε μικρότερη καταγραφή ανθέων, παρόλα αυτά κατέληξαν σε παρόμοια καρποφορία.
description: In the interaction between plants and their herbivorous enemies, climate change significantly affects both directly the physiology and defense of plants, and with the dispersal and introduction of new enemies, constituting a threat of major importance to them. In this study, the response of tomato plants (Solanum lycopersicum) was investigated in relation to the emission of volatile compounds and their development during infestation by two species of tetranichid mites: an oligophagous Te (Tetranychus evansi) and a polyphagous Tu (Tetranychus urticae) over a period of 72h, 10d, and 20d of infestation. Additionally, the footprint left by the specialized enemy on the plants after its removal was explored, and whether this differed between short-term and long-term infestations. For this purpose, physiological and morphological measurements were made concerning the chlorophyll content index (CCI), quantum yield (QY), and height for the vegetative period, flowers, and fruits for the reproductive phase in a controlled greenhouse environment, on plants that had been relieved from the initial infestation. Regarding the plant's response to infestation, there is a clear distinction between the two populations. The plant's defensive response to infestation by the polyphagous species of mite (Tu) occurs immediately with significant emission of volatile substances at 72h from the deposition of individuals, involving α-pinene, ocimene, 4-carene, and γ-terpinene. Morphological and physiological characteristics for 10d and 20d indicate that the plant may express a "tolerance" mechanism by maintaining a high chlorophyll content and leading to compensation for reduced height at 20d. At 20d of infestation, there appeared to be no good establishment of the population both macroscopically and from the results of the metabolites, which indicate a balance between treated and control plants. The oligophagous species of mite (Te) has a different response. Intense emission of volatile substances occurs at 10d of infestation, and significant for the intervention with Te are the volatiles: dimethyl sulfide, hexanal, 1,3,5-cycloheptatriene, 3,7,7-trimethyl, α-pinene, isolimonene, myrcene, trans-β-ocimene, p-cymene, p-cymen-8-ol, sabine-ketone. The plant's immediate response to Te, despite the reduced abundance of sugars and organic acids compared to the control, due to simultaneously limited emission of volatile substances, indicates a different defense strategy of the plant possibly related to the transfer of primary metabolites to storage organs. At 20d of advanced infestation, metabolic regulation seems to shift from defense to growth. Amino acids decrease while sugars and organic acids tend to increase. For the vegetative period of plants relieved from infestation and grown in a greenhouse, those from short-term infestation initially did not differ from the controls in terms of height, photosynthetic activity, and chlorophyll content index, while in the reproductive phase they led to greater recording of flowers and fruits. On the contrary, plants from long-term infestation, although significantly different at the beginning in terms of height compared to the controls, the difference smoothed out over time. In the reproductive phase, they led to a smaller recording of flowers, yet they ended up with similar fruiting.