Belangrijke oliën afkomstig van planten, ook wel EO's genoemd, worden gebruikt in wasmiddelen, cosmetica, farmacologie en voedseladditieven. De oliën hebben een bijzonder veiligheidsprofiel, en hun bioactiviteiten kunnen de menselijke gezondheid ten goede komen. Naast deze voordelen is gebleken dat deze oliën insectenwerende reacties opwekken door neurotoxische effecten te induceren.
Terpenoïden zijn aanwezig in oliën van planten en hebben veel aandacht gekregen omdat ze de verdedigingsreacties van planten kunnen reguleren door de expressie van verdedigingsgenen te reguleren. Zo ervaren sojabonen en komatsuna planten, wanneer ze in de buurt van munt worden geteeld, een verbetering in verdedigingseigenschappen en worden ze resistent tegen herbivoren. Dit fenomeen vindt plaats via een proces dat bekend staat als "afluisteren", waarbij vluchtige verbindingen worden vrijgegeven door de muntplant. Deze vluchtige verbindingen activeren de verdedigingsgenen, waardoor bescherming tegen mogelijke herbivoordreigingen wordt geboden.
Vandaag de dag is het toepassen van chemische gewasbeschermingsmiddelen de ideale methode voor gewasbescherming. Maar vanwege de schade die ze toebrengen aan het milieu en ecosystemen, samen met de noodzaak om de voedselproductiviteit te verhogen, is er behoefte aan veiligere alternatieven. Er is behoefte aan het onderzoeken van plantverdedigingspotentiatoren. In dit opzicht maakt de beschikbaarheid van EO's hen aantrekkelijke kandidaten als milieuvriendelijke plantverdedigingsactivatoren. Er is echter een tekort aan bewezen voorbeelden om aan de vraag te voldoen.
Een onderzoeksteam onder leiding van professor Gen-ichiro Arimura van de afdeling Biologische Wetenschap en Technologie aan de Tokyo University of Science (TUS) beoordeelde de effectiviteit van 11 EO's in het activeren van tomatenverdedigingsreacties.
"EO's worden als geurstoffen voor verschillende doeleinden gebruikt. Ze bevatten geurcomponenten, die de mogelijkheid hebben om te werken als vluchtige verbindingen bij het verlenen van weerstand tegen plagen. We wilden de effecten van deze EO's op de insectenplaagresistentie van planten onderzoeken," vertelt prof. Arimura. De bevindingen van het team werden gepubliceerd in het Journal of Agricultural and Food Chemistry op 18 maart 2024.
Het team profileerde de effecten van terpenoïden-verrijkte EO's op tomatenplanten. Ze pasten ethanol-verdunde oplossingen van 11 verschillende oliën toe op de grond van pot-tomatenplanten. Daarnaast voerden ze moleculaire analyses uit om de genexpressie binnen bladweefsel te bestuderen. Ze observeerden dat roos EO (REO) de transcriptieniveaus van PIR1 en PIN2 verhoogt, de genen die betrokken zijn bij plantverdediging. Bovendien vertoonden tomatenplanten behandeld met REO verminderde bladschade veroorzaakt door de larven van Spodoptera litura (een mottensoort) en Tetranychus urticae (een mijtplaag).
Verder voerden de onderzoekers een veldexperiment uit om de REO-activiteit onder veldomstandigheden te meten. Ze observeerden een 45,5% reductie in tomatenplaagschade vergeleken met de controleoplossing. De onderzoekers geloven dat REO kan dienen als een levensvatbaar alternatief voor gewasbeschermingsmiddelen tijdens de winter- en lente seizoenen wanneer plaaginfestatie minder ernstig is en mogelijk het gewasbeschermingsmiddelen gebruik tijdens de zomers met bijna 50% kan verminderen.
Prof. Arimura, "REO is rijk aan β-citronellol, een erkend insectenwerend middel, dat de effectiviteit van REO verhoogt. Hierdoor werd schade veroorzaakt door de mottenlarven en mijten aanzienlijk geminimaliseerd. Dat bevestigt dat REO een effectieve biostimulant is. De bevindingen toonden aan dat een lage concentratie van REO T. urticae niet afweerde maar Phytoseiulus persimilis aantrok. Dat is een roofdier van deze spintmijten, waardoor REO een dubbele functie vertoonde."
Over het algemeen benadrukt de studie de rol van β-citronellol-verrijkte EO in het activeren van verdedigingsgenen in tomatenbladeren. Daarnaast biedt het bewijs dat REO een effectieve biostimulant is voor het verbeteren van de plantverdediging tegen plagen. Dat is ook veilig is omdat het niet leidt tot fytoxiciteit of toxische residuen achterlaat. "Onze studie suggereert een praktische benadering om de biologische tomatenteelt te bevorderen. Dit onderzoek opent nieuwe deuren voor nieuwe biologische tuinbouwsystemen. De komst van nieuwe milieuvriendelijke en natuurlijke gewasbeschermingsmiddelen is aangebroken," concludeert prof. Arimura.
Bron: tus.ac.jp