Pflanzen verwenden eine Vielzahl von visuellen und olfaktorischen Hinweisen, um tierische Bestäuber anzulocken, wobei florale flüchtige Stoffe oft besonders wichtig sind, um die Bestäubung durch Insekten zu gewährleisten. Mehr als 1700 verschiedene Verbindungen wurden in Pflanzenblütendüften dokumentiert, jedoch haben relativ wenige Studien die genaue Rolle dieser Verbindungen bei der Anziehung von Bestäubern bestimmt. Es gibt noch weniger Fälle, in denen wir ein umfassendes Verständnis der Physiologie, Biochemie und Biosynthese der flüchtigen Blütenverbindungen haben, die an der Bestäubung beteiligt sind.
Die sexuell betrügerischen Orchideen sind eine Pflanzengruppe, bei der bestimmte Botenstoffe eine Schlüsselrolle bei der Bestäubung spielen. Diese Orchideen locken bestimmte männliche Insektenbestäuber zu ihren Blüten, indem sie flüchtige Semiochemikalien abgeben, die das weibliche Sexualpheromon nachahmen. Bemerkenswerterweise hat sich diese Bestäubungsstrategie bei Orchideen auf mindestens vier Kontinenten (Afrika, Australien, Europa und Südamerika) unabhängig voneinander entwickelt, und innerhalb dieser Familie werden weiterhin neue Entdeckungen gemacht.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany studiert die sexuell täuschenden Chiloglottis Trapeziformis Orchidee, die ihre spezifischen männlichen Wespenbestäuber mit Hilfe von Chiloglottonen anlockt, einer neu entdeckten Klasse von flüchtigen Stoffen mit einzigartigen Strukturen. Die Autoren stellen fest, dass während die Initiierung der Chiloglotton-Biosynthese nur UV-B-Licht erfordert, eine anhaltende Produktion sowohl UV-B- als auch UV-B-Licht erfordert de novo Proteinsynthese. Die Menge an Chiloglotton in Blüten spiegelt das Zusammenspiel zwischen Entwicklungsstadium, Zeit und Intensität der UV-B-Exposition wider, de novo Proteinsynthese und Rückkopplungsschleifen, die die interne Menge begrenzen.
Amarasinghe, R., Poldy, J., Matsuba, Y., Barrow, RA, Hemmi, JM, Pichersky, E., & Peakall, R. (2015) UV-B-Licht trägt direkt zur Synthese von chiloglottonischen flüchtigen Blütenbestandteilen bei. Annals of Botany115 (4): 693-703
Australisch sexuell betrügerisch Chiloglottis Orchideen locken ihre spezifischen männlichen Wespenbestäuber mit Hilfe von 2,5-Dialkylcyclohexan-1,3-dionen oder „Chiloglottonen“ an, die eine neu entdeckte Klasse von flüchtigen Stoffen mit einzigartigen Strukturen darstellen. Diese Studie untersuchte die Hypothese, dass UV-B-Licht bei niedrigen Intensitäten direkt für die Chiloglotton-Biosynthese benötigt wird Chiloglottis TrapeziformisDie Chiloglotton-Produktion findet ausschließlich in einem bestimmten Gewebe (dem Kallus) der Lippe statt. Abgeschnittene Knospen und Blüten sowie ganze Pflanzen mit Knospen und Blüten aus dem Freiland wurden in einer Klimakammer gehalten. Untersucht wurden die Wechselwirkungen zwischen dem Entwicklungsstadium der Blüten und der Dauer sowie Intensität der UV-B-Bestrahlung auf die Chiloglotton-Produktion. Auch die Wirkung des Proteinsynthesehemmers Cycloheximid wurde geprüft. Chiloglotton war in den Knospen nicht nachweisbar, konnte aber in manuell geöffneten Knospen detektiert werden, die anschließend mindestens 5 Minuten lang Sonnenlicht oder künstlichem UV-B-Licht ausgesetzt waren. Spektrophotometrische Messungen zeigten, dass Kelch- und Kronblätter das Eindringen von UV-B-Licht in die Lippe innerhalb der Knospe verhinderten. Die Chiloglotton-Produktionsrate stieg mit dem Entwicklungsstadium, der Expositionszeit und der UV-B-Bestrahlungsintensität. Cycloheximid hemmte die initiale Chiloglotton-Produktion innerhalb der ersten 5 Minuten der UV-B-Bestrahlung nicht. Die Hemmung der Chiloglottonproduktion durch Cycloheximid trat jedoch nach über 2 Stunden UV-B-Bestrahlung auf, was darauf hindeutet, dass die Neusynthese von Proteinen erforderlich ist, um die Chiloglottonproduktion unter UV-B-Bestrahlung aufrechtzuerhalten. Die Kelch- und Blütenblätter von Chiloglottis Orchideen blockieren stark die UV-B-Wellenlängen des Lichts und verhindern so die Chiloglotton-Produktion in der Knospe. Während die Initiierung der Chiloglotton-Biosynthese nur UV-B-Licht erfordert, erfordert die anhaltende Chiloglotton-Biosynthese sowohl UV-B- als auch de novo-Proteinbiosynthese. Die internen Mengen an Chiloglotton in einer Blume spiegeln das Zusammenspiel zwischen Entwicklungsstadium, Dauer und Intensität der UV-B-Exposition, der De-novo-Proteinsynthese und Rückkopplungsschleifen wider, die mit der Ausgangsmenge an Chiloglotton verbunden sind. Daraus wird geschlossen, dass UV-B-Licht direkt zur Chiloglotton-Biosynthese beiträgt. Diese Ergebnisse deuten auf eine völlig neue und unerwartete biochemische Reaktion hin, die auch in anderen Taxa als diesen Orchideen auftreten könnte.
