By Jim Core

Corn plants under attack from insect pests use chemical signals not only to interact with beneficial insects, but also to stimulate early defense responses in nearby plants, according to published findings from Agricultural Research Service and university scientists.

The results demonstrated the first proof of plant-to-plant warning signals in corn plants.

The warning signals are chemical compounds called green leafy volatiles (GLV). Shortly after coming under attack from pests, corn plants send these volatiles into the air to draw support from the pest's natural enemies. The volatiles, which smell like cut grass, attract caterpillar predators and parasitoids.

When the researchers exposed undamaged corn seedlings to GLV from damaged plants, the seedlings' chemical defenses increased. But an even stronger defensive reaction was triggered when seedlings were exposed to the volatiles, purposely damaged and then treated with a beet armyworm caterpillar substance to imitate insect attack.

Plants used as an experimental control were damaged, but never exposed to GLV. They did not react as strongly, which suggests that the volatile signals help prepare the plants' defensive reaction. Different, night-time volatiles also stimulated a defensive reaction in neighboring plants. Plants that were sensitized to GLV first and then damaged--but not exposed to the caterpillar substance--did not react as strongly as they would have if they had been exposed to the caterpillar substance.

Former ARS researcher James H. Tumlinson led the study before retiring from the agency. He and his colleagues at ARS, Pennsylvania State University and the University of Florida reported their findings in a recent issue of the Proceedings of the National Academy of Sciences. Tumlinson, a chemist, is now a visiting Penn State professor at the ARS Center for Medical, Agricultural and Veterinary Entomology in Gainesville, Fla.

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Cuando atacadas, las plantas de maíz solicitan ayuda contra plagas

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jim Core, (301) 504-1619, jcore@ars.usda.gov
26 de marzo 2004

Durante ataques por plagas tales como orugas, las plantas de maíz usan señales químicas no sólo para interaccionar con insectos beneficiosos, sino también para rápidamente estimular reacciones defensivas en las plantas cercanas, según hallazgos publicados por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y de universidades.

Los resultados demostraron la primera prueba de señales de aviso de-planta-a-planta en las plantas de maíz. 

Las señales de aviso son compuestos químicos llamados 'green leafy volatiles' (GLV por sus siglas en inglés). Poco después de un ataque por las plagas, las plantas de maíz envían estos compuestos al aire para solicitar la ayuda de los enemigos naturales de la plaga.  Los GLVs, los cuales tienen el olor de césped cortado, atraen predadores y parásitos que atacan las orugas .   

Cuando los investigadores expusieron las plántulas de maíz no dañadas a los GLVs producidos por plantas dañadas, se aumentaron las defensas químicas de las plántulas.  Pero una reacción defensiva aún más fuerte fue estimulada cuando las plántulas fueron expuestas primero a los GLVs, entonces dañadas a propósito, y luego tratadas con una sustancia producida por el gusano de la remolacha (Spodoptera exigua), para simular un ataque por insectos.

Plantas usadas como el grupo testigo en el experimento fueron dañadas, pero no expuestas a los GLVs.  Ellas no reaccionaron tan fuerte, que significa que las señales de los GLVs ayudan a preparar la reacción defensiva de las plantas.  Algunos GLVs diferentes, producidos por las plantas durante la noche, también estimularon una reacción defensiva en las plantas cercanas.  Plantas que fueron sensibilizadas primero con los GLVs y luego dañadas -- pero no expuestas a la sustancia producida por la oruga -- no reaccionaron tan fuertemente como si hubieran sido expuestas a la sustancia de la oruga. 

James H. Tumlinson, un investigador anterior del ARS, dirigió el estudio antes de retirarse de la agencia.  Él y sus colegas en ARS, la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de la Florida reportaron sus hallazgos en una edición reciente de 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (Actas de la Academia Nacional de Ciencias).  Tumlinson, un químico, ahora es un profesor visitante de la Universidad Estatal de Pensilvania en el Centro para la Entomología Médica, Agrícola y Veterinaria, mantenido por el ARS en Gainesville, la Florida.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.