Bloemen gebruiken vluchtige stoffen, terpenen genaamd, om te communiceren met en zichzelf te beschermen tegen de buitenwereld. De aroma's produceerden welkome bestuivers terwijl ze plagen en ziekten afweren.

Nutsvoorzieningen, een onderzoek van Purdue University toont aan dat petunia's terpenen gebruiken voor een soort interne communicatie en om het voortplantingsvermogen van de plant te verbeteren. Natalia Dudareva, een vooraanstaande Purdue-professor in de afdeling Biochemie en leidend bij het onderzoek, publiceerde de bevindingen in een paper op de omslag van het tijdschrift Natuur Chemische Biologie .

"In het algemeen, vluchtige verbindingen helpen bij communicatie en verdediging van plant tot plant, maar dit is de eerste keer dat we hebben gezien dat planten deze verbindingen gebruiken voor communicatie en signalering tussen organen, "Zei Dudareva. "Het is praktisch een nieuw fysiologisch proces dat we nooit eerder hebben gekend."

Dudareva, samen met co-auteurs Benoît Boachon, een voormalig onderzoeksmedewerker in het laboratorium van Dudareva, onderzoekers in de laboratoria van Purdue's John Morgan en Sharon Kessler, en collega's van de Universiteit van Salzburg in Oostenrijk, toonde aan dat voordat een petuniabloem opengaat, de knop fungeert als een soort begassingskamer.

"We waren op zoek naar het voorkomen van terpenen in de voortplantingsorganen van petuniabloemen, en we merkten dat deze verbindingen zich ophoopten in het stigma. Maar de expressie van het gen en de activiteit die leidde tot de biosynthese van deze terpenen gebeurde niet in het stigma. Het gebeurde in de bloemenkoker, ' zei Boachon.

Onderzoekers voerden drie experimenten uit om hun ontsmettingshypothese te bevestigen - dat terpenen die in het stigma aanwezig waren, daadwerkelijk werden gegenereerd en uitgestoten door de buis van de bloem en vervolgens door de lucht werden getransporteerd en later door het stigma werden geabsorbeerd.

Eerst, ze groeiden de bloemknop zonder de buis en merkten op dat er aanzienlijk minder terpeenophoping in het stigma was. Volgende, ze voegden een label toe aan de verbindingen in de bloemenbuis. Latere analyse toonde aan dat de gelabelde verbindingen in het stigma werden gevonden.

Eindelijk, ze brachten het gen tot zwijgen dat terpenen produceert in de bloembuis. De resulterende bloemen hadden minder ophoping van terpeen in hun stempels. De ophoping van terpeen kan worden hersteld in stigma's met het gen tot zwijgen gebracht door ze eenvoudig in buisjes te plaatsen met het gen actief.

Verrassend genoeg, petunia's zonder ontsmetting van terpenen uit de bloembuis produceerden ook kleinere stigma's en ongeveer 30 procent minder zaden. Dat suggereert dat het beheersen van de productie van terpenen in planten de zaadproductie zou kunnen verhogen, iets waar voor dit werk niet aan is gedacht.

"Vluchtige verbindingen werden verondersteld betrokken te zijn bij defensie en communicatie, maar niet in het ontwikkelingsproces, " Zei Dudareva. "Nu zien we dat ze functies hebben die vergelijkbaar zijn met hormonen. Het zou mogelijk zijn om de ontwikkeling van de voortplantingsorganen te verbeteren en de zaadopbrengst te verhogen. Dit opent een nieuw veld voor de studie van een fysiologisch proces waarbij deze verbindingen betrokken zijn."