Je leest:

Plant houdt adem in onder water

Plant houdt adem in onder water

Auteur: | 24 oktober 2011

Sommige planten kunnen als ze onder water staan, energie vrijmaken zonder dat daar zuurstof voor nodig is. Een onderzoeksteam bestaande uit Nederlandse, Duitse en Italiaanse biologen heeft nu ontdekt hoe planten dat doen. Dankzij die ontdekking wordt het mogelijk om landbouwgewassen minder kwetsbaar te maken voor zware regenval en overstromingen.

Net als bijna alle eukaryoten zijn planten voor hun energievoorziening afhankelijk van zuurstof. Als een plant door zware regenval of overstroming onder water komt te staan, ontstaat er een zuurstoftekort. De meeste planten – zoals bijvoorbeeld de veldzuring (Rumex acetosa) – kunnen daar slecht tegen en beginnen als ze onder water staan snel te verrotten.

Maar er zijn ook planten – zoals de moeraszuring (Rumex palustris_), een neefje van de veldzuring – die maanden onderwater kunnen overleven. Blijkbaar zijn zulke planten in staat zich tijdelijk aan te passen aan een zuurstoftekort. Hoe ze dat doen heeft het internationale team biologen nu onderzocht met behulp van de modelplant zandraket (_Arabidopsis thaliana). De resultaten zijn deze week te lezen in vakblad Nature.

Twee keer zo lang overleven

De biologen zagen in hun experimenten dat het eiwit RAP2.12 bij zuurstoftekort direct in beweging komt. Het maakt zich los van de celmembraan en verplaatst zich naar de celkern om daar de expressie van verschillende genen omhoog te stuwen. Dat zorgt ervoor dat de plant alcohol gaat produceren. Die alcohol kan vervolgens weer worden omgezet in energie, zonder dat daar zuurstof voor nodig is. Een plant met veel RAP2.12 houdt het dankzij dit mechanisme wel even uit onder water.

Een paar maanden onder water staan is geen enkel probleem voor de moeraszuring. Het eiwit RAP2.12 detecteert een zuurstoftekort en zorgt dat de plant overgaat naar alcoholproductie om in zijn energiebehoefte te voorzien.
Ole Pedersen

Zodra het water zakt en er weer zuurstof beschikbaar komt, wordt het eiwit RAP2.12 razendsnel afgebroken. Bij de zandraket was binnen een uur nadat het water begon te zakken al geen spoor van het eiwit meer te bekennen. Door die snelle afbraak van RAP2.12 stopt de alcoholproductie en gaat de plant weer over op de ‘normale’ ademhaling, die afhankelijk is van zuurstof.

Waarschijnlijk krijgen we door klimaatverandering steeds vaker te maken met wateroverlast. Veel landbouwgewassen kunnen daar op dit moment niet tegen, waardoor oogsten verloren zullen gaan. Maar met de ontdekking van RAP2.12 als belangrijke regulator van het ademhalen onder water, kan daar verandering in komen. Door slimme selectie en kruising moet het volgens de biologen binnen enkele jaren al mogelijk zijn om aardappelen te kweken die bij hevige regenval twee keer zo lang overleven als de huidige piepers.

Bron

  • Francesco Licausi e.a. Oxygen sensing in plants is mediated by an N-end rule pathway for protein destabilization Nature, 23 oktober 2011

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 24 oktober 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.