Wetenskaplikes van Wageningen University & Research en hul Japannese en Spaanse kollegas het 'n 'aan/af'-skakelaar en 'n 'volumeknop' gevind in plante wat plantgroei beheer. Die toepassing van hierdie ontdekking kan produsente help om nuwe gewasse te ontwerp wat byvoorbeeld meer bestand is teen siektes, droogte of vloede. Hul bevindinge is in Nature Plants gepubliseer.
Die span navorsers het getoon dat die baie komplekse reaksie van plante op die planthormoon ouksien verminder kan word tot 'n eenvoudige skakelmodel. Basies draai die ouksien 'n skakelaar van 'af' na 'aan'. Terselfdertyd kompeteer 'n tweede faktor met hierdie 'skakelaar' en bepaal dus hoe sensitief elke sel vir die hormoon is. Die baie maniere waarop ’n plant op ouksien reageer, van wortel tot blom, word so te sê deur die aan/af-skakelaar en die volumebeheer bepaal.
Dit is bekend dat die klein ouksienmolekule baie aspekte van plantgroei en -ontwikkeling beheer deur die aktiwiteit van verskeie gene te verander. DNA-bindende ARF-proteïene bind aan gene en skakel dit aan of af. Dit is die ouksien wat bepaal of die ARF-proteïene aktief is of nie. Die meeste plante het verskillende ARF-proteïene, wat gevorm is omdat veelvuldige kopieë tydens evolusie geskep is, waarna hul eienskappe verander het. Dit alles lei tot 'n uiters komplekse web van ARF-proteïene wat verskillende reaksies op een hormoon kan veroorsaak.
Die span het die reaksie op ouksien in die sambreelmos bestudeer Marchantia polymorpha. Hierdie plant het die eenvoudigste ouksienstelsel, en is voorheen deur die navorsers beskryf in 'n publikasie in eLife, waarvoor Hirotaka Kato en Sumanth Mutte die Wageningen Navorsingstoekenning in 2019 ontvang het. In hierdie nuwe navorsing Nature Plants die span trek voordeel uit die eenvoud van die Marchantia-reaksiestelsel en het sy funksionering noukeurig gekarteer deur 'n kombinasie van genetika en proteïenbiochemie te gebruik. Dit het die eenvoudige stelsel van twee mededingende ARF-proteïene aan die lig gebring wat die essensie van die ouksienstelsel vorm.
ARF1-proteïen in Marchantia - Die aan/af-skakelaar is gemerk met 'n fluoresserende proteïen (foto: Shubhajit Das)
"Ons dink dat ons resultate die manier waarop navorsers kyk na die werking van die belangrike ouksienhormoon fundamenteel sal verander," sê Dolf Weijers, hoof van die Laboratorium vir Biochemie en leier van die navorsingspan. “Bowendien gee hierdie groot sprong in ons kennis van hoe selle op die hormoon reageer ons ongekende geleenthede om die reaksie van gewasse op die hormoon op sellulêre vlak te beïnvloed. Vermenigvuldiging, wortelgroei en baie ander eienskappe van plante hang af van die reaksie op ouksien.”
Vir dekades is geglo dat blomplante, insluitend die modelplant thale-kers, 'n baie komplekse stelsel van reaksiefaktore gebruik om selle op verskillende maniere op dieselfde hormoon te laat reageer. So, sommige selle groei, ander verdeel, en nog ander differensieer. Daar is ook geglo dat dieselfde hormoon wortelontwikkeling en blom veroorsaak, afhangend van waar in die plant die reaksie plaasvind.
Die navorsingspan beskryf nou hoe hulle 'n baie eenvoudige beginsel ontdek het wat die komplekse reaksies op die planthormoon ouksien onderlê. Dit is waarskynlik dat dieselfde beginsel van toepassing is op ander plantspesies wat groot families van ARF-proteïene besit. Huidige navorsing leer ons hoe plante, insluitend gewasse, op die hormoon reageer.
Eksperimentele bioloog Hirotaka Kato, voorheen aan Wageningen Universiteit, nou by Kobe Universiteit, het aan sy baanbrekende navorsing saamgewerk met kollegas by die Wageningen Laboratorium vir Chemie en Biofisika, die Alba Synchrotron in Barcelona en die Universiteit van Kyoto. Die navorsing is gedeeltelik gefinansier met 'n NWO-VICI-toekenning wat in 2015 aan Dolf Weijers toegeken is.
Ouksien is 'n belangrike biologiese planthormoon wat 'n deurslaggewende rol speel in die groei en ontwikkeling van plante. Dit het geword
Planthormone speel 'n deurslaggewende rol in die groei, ontwikkeling en reaksie van plante op hul omgewing. Een van die belangrikstes
© Auxine.eu 2024
