Yn twa publikaasjes beskriuwe Utertse biologen en ynternasjonale kollega's prosessen dy't planten brûke om har oan te passen. De ûntdekkingen jouwe ynsjoch yn hoe't planten optimaal funksjonearje ûnder suboptimale hege temperatueren. It soe ek in opstapke kinne leverje foar it kontrolearjen fan 'e groei fan planten en har resistenter meitsje foar globale opwaarming. De ûndersikers publisearje har resultaten yn The Plant Journal en Nature Communications.
Iisbearen yn 'e woastyn
Dochs hawwe in protte plantesoarten manieren ûntwikkele om mei hegere temperatueren om te gean. "Oars as bisten kinne in protte planten har lichemsfoarm oanpasse yn reaksje op waarmte en oare omjouwingsfaktoaren," seit ûndersiker Martijn van Zanten, dy't oansletten is by de Universiteit Utert en bydroegen oan beide publikaasjes. “Dieren binne in hiel oar ferhaal. Ienfâldich sein, as jo in iisbear yn 'e woastyn pleatse, sil it noch altyd sjen as in iisbear mei in dikke bontjas. Mar as in plant groeit yn waarmere omstannichheden, sil se syn lichemsfoarm dêrnei oanpasse. Op dizze manier besiket de plant optimaal te funksjonearjen ûnder dizze minder geunstige omstannichheden. ”
Fan kompakte oant iepen plantfoarm
In protte plantesoarten kinne de foarm fan har stengels en blêden oanpasse om se resistenter te meitsjen foar hege temperatueren. Dit jildt ek foar thale kres (Arabidopsis thaliana), beskôge troch in protte plantbiologen as har favorite plantmodel. Yn kâlde omstannichheden binne dizze planten kompakt en hawwe har blêden ticht by de grûn. As de temperatueren oprinne, krije se in iepener hâlding. Blêden wurde bygelyks oprjochter. Dit fermindert de direkte strieling fan 'e sinne sterk. Derneist sille de blêdstâlen strekke, wêrtroch mear wyn de blêden trochrint en de hjittens ferdwynt.
Winsklik en net winske stretching
Doch yn gewaaksen en (knippe) blommen is dit soarte fan stretching faak net winske. Telers wolle dizze feroarings kontrolearje, om't stretching produktkwaliteit kin belemmerje. “Mar tagelyk is oanpassing nedich om gewaaksen resistenter te meitsjen foar de hegere temperatueren as gefolch fan klimaatferoaring. Dat is nedich om de produksje op langere termyn te behâlden, ”seit Van Zanten.
Planten klimaatbestindiger meitsje
"In protte kultivearre gewaaksen binne it fermogen kwytrekke om goed te reagearjen op hegere temperatueren," seit Van Zanten. "Yn ferskate gewaaksen ferdwûn it tidens it domestisearrings- en fokproses, om't fokkers har foaral rjochten op oare eigenskippen."
Mei't klimaatferoaring de temperatueren oprint, seit Van Zanten dat der in tanimmende needsaak is om planten klimaatbestindiger te meitsjen. “Dit freget kennis oer hoe't planten mei hegere temperatueren omgeane. Hoe konvertearje se de temperatuersignalen dy't se ûntfange yn groei-oanpassingen? Undersyk nei de molekulêre meganismen wêrby't planten oanpasse oan suboptimale temperatuer, soarget foar ark om de arsjitektuer fan gewaaksen troch fokken oan te passen. "
Molekulêr meganisme skeakelt warmtehâlding yn
Thale kreseplanten dy't har net langer oanpasse oan hegere temperatueren ferskine kinne dat fermogen weromwinne as se wurde bleatsteld oan bepaalde gemikaliën. Dit waard ûntdutsen troch in ynternasjonaal ûndersyksteam ûnder lieding fan Van Zanten. It team testte in grut oantal stoffen op in mutale kresmutant dy't him net mear oanpast oan hege temperatueren. Se fûnen in molekule dat de oanpassing kin 'oansette' op hege temperatuer yn jonge planten, sels by lege temperatueren.
De ûndersikers neame dizze ferbining 'Heatin'. Troch it molekule gemysk te feroarjen en dan te studearjen hokker aaiwiten oan bining kinne bine, fûnen se in groep aaiwiten neamd nitrilasen. It is bekend dat de identifisearre subgroep allinich foarkomt yn koalen en besibbe soarten, ynklusyf thale kressen.
Tegearre mei in fokkerijbedriuw ûntdutsen de biologen dat koalsoarten yndie reagearje op ferwaarming. Se ûntdutsen ek dat de nitrilasen nedich binne foar oanpassing oan hege temperatuer, wierskynlik om't se de produksje fan it bekende groeihormoan auxin mooglik meitsje. De ûndersikers publisearden dizze ûntdekking yn The Plant Journal.
Nij paad foar oanpassing op hege temperatuer
De publikaasje fan 'e Heatin-resultaten komt oerien mei in oare publikaasje, hjoed yn Nature Communications. Dat ûndersyk waard laat troch wittenskippers fan it VIB-ynstitút yn België, mei't Van Zanten ek belutsen wie. It team ûntdekte in earder net beskreaun proteïne dat regelt de manier wêrop planten oanpasse oan in waarmere omjouwing. It aaiwyt waard neamd MAP4K4 / TOT3, mei TOT dat Doel fan temperatuer betsjutte.
Opfallend is dat it TOT3-oandreaune proses foar in grut part ûnôfhinklik is fan alle oare signaleringspaden dy't biologen oant no ta keppele hawwe oan oanpassing fan waarmte yn planten. Derneist lykje de oanpassingen troch TOT3 net ôfhinklik te wêzen fan 'e hoemannichte en gearstalling fan ljocht dat op in plant skynt.
Van Zanten: “D'r is in soad oerlaap yn 'e molekulêre meganismen wêrby't planten groei oanpasse oan feroarjende ljochtsammensetting en oan hege temperatuer. Mei TOT3 hawwe wy no in faktor by de hân wêrmei't wy de groei kinne kontrolearje ûnder hege temperatueren, sûnder te bemuoien mei de manier wêrop de plant mei ljocht omgiet. ”
Brede applikaasjes
“Wat it noch nijsgjirriger makket,” seit Van Zanten, “is dat TOT3 in soartgelikense rol spilet yn oanpassing fan groei ûnder hege temperatuer yn sawol thale kressen as yn weet. Dy twa soarten binne genetysk frij fan elkoar skieden. Dat biedt in grut potinsjeel foar brede applikaasjes. ”
Alternatyf foar groei-ynhibitoren
Uteinlik kinne de ûntdekkingen fan TOT3 en de rol fan nitrilasen helpe om trochgeande groei te groeien, sels as temperatueren oprinne troch klimaatferoaring. De ûntdekkingen biede ek kânsen om alternativen te ûntwikkeljen foar gemikaliën dy't no faak wurde brûkt om plantegroei te remjen. As foarbyld neamt Van Zanten snijblommen, dy't tige sterk reagearje op temperatuurschommelingen. Yn 'e blomkultuer wurde dêrom in soad groei-ynhibitoren brûkt om de planten moai en kompakt te hâlden.
"Op it momint dat jo bygelyks tulpen keapje, hawwe se noch in moaie koarte stam," seit Van Zanten. “Mar nei in pear dagen yn jo hûs begjinne se oer de râne fan 'e faas te hingjen. De hegere binnentemperatueren soargje derfoar dat de planten strekke, wêrtroch't se úteinlik slûpe en bûge. Wy hoopje dat de nije kennis sil bydrage oan 'e seleksje fan nije blommesoarten dy't minder streke ûnder hege temperatueren. Op dizze manier kinne wy it gebrûk fan skealike groei-remmers ferminderje. ”
Foar mear ynformaasje:
Universiteit Utert
www.uu.nl