Niet slechts een steen in de (plantencel) wand

In een nieuw onderzoek, dat belangrijke stappen voor het regelen van de groei van planten onthult, hebben onderzoekers laten zien hoe het samenstellen van componenten van de celwand van de plant de groei van haarwortels regelt.

Haarwortels zijn belangrijke structuren die het de planten mogelijk maakt om essentiële voedingsstoffen en water uit de bodem te absorberen. Het onderzoek zal helpen bij te dragen aan de duurzaamheid van op planten gebaseerde industrieën, zoals landbouw, tuinbouw en bosbouw in Australië.

Coauteur professor Tony Bacic van het ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls, School of Botany en het Bio21 Instituut, aan de Universiteit van Melbourne, zei dat celwanden van planten (plantaardige biomassa) de grootste hernieuwbare bron ter wereld vertegenwoordigen.

"Plantenwetenschappen zijn de belangrijkste nieuwe motor geworden van internationaal onderzoek vanwege hun centrale rol als hernieuwbare bronnen van transportbrandstoffen, als functionele voedingsmiddelen om de menselijke gezondheid te verbeteren en als een bron van ruwe grondstoffen voor industriële processen", zei hij.

Het onderzoek zal worden gepubliceerd in de volgende uitgave van het internationale tijdschrift Science.

De meeste plantenwortels zijn bedekt met fijne haarwortels die op zoek gaan naar nutriënten in de bodem en de oppervlakte van de wortels vergroten, waardoor meer water en voedingsstoffen worden opgenomen.

"De haarwortel is daarom zeer belangrijk en dit werk zou toepassingen kunnen hebben voor planten die groeien in droge en voedselarme bodems waar ze hun voedingsstoffen en wateropname moeten optimaliseren", zei Professor Bacic.

De haarwortel is een enkele buisvormige cel die uit het worteloppervlak van de plant groeit en omringd wordt door een muur rijk aan complexe koolhydraten en glycoproteïnen. Deze muur omgeeft de cel om deze te versterken, zoals een steiger om een gebouw.

Dus om de haarwortelgroei te bestuderen nam een internationaal multidisciplinair team van onderzoekers uit Argentinië, Australië, de Verenigde Staten, Denemarken en Brazilië in het modellaboratorium complex Arabidopsis genen onder de loep die betrokken zijn bij de productie van de glycoproteïnen muur.

Het team heeft drie groepen van genen geïdentificeerd, extensin genaamd, die nodig zijn voor de samenstelling van de glycoproteïne celwand steiger. Toen de genen werden verhinderd te functioneren, werden de haarwortels in hun groei belemmerd. Zonder deze glycoproteïnen steiger en hun complete suiker opschik vormen ze niet de juiste moleculaire gestalte om haarwortelgroei mogelijk te maken. Wat de expressie van deze genen regelt is de volgende belangrijke vraag die moet worden aangepakt.

"Dit onderzoek versterkt ons fundamenteel begrip van de groei van planten, onze belangrijkste hernieuwbare energiebron, en zou niet mogelijk zijn geweest zonder onze internationale samenwerking door middel van het ARC Centre of Excellence in Plant Cell Walls", zei professor Bacic.

newsroom.melbourne.edu