Onderzoek VIB-UGent onthult hoe planten temperatuur­stijgingen waarnemen

Een internationaal team van onderzoekers heeft ontdekt hoe planten reageren op hoge temperaturen. Het enzym MAP4K4/TOT3 reguleert de temperatuur­respons en is onafhankelijk van lichtsignalen.

Trefwoorden: #enzym, #John Innes Centre, #lichtsignalen, #MAP4K4/TOT3, #North Carolina State University, #planten, #temperatuurrespons, #temperatuurstijgingen, #UGent, #UUtrecht, #VIB

Lees verder

research

( Foto: VIB )

ENGINEERINGNET.BE - Levende organismen worden bijna allemaal blootgesteld aan dagelijkse of seizoensgebonden temperatuurveranderingen.

Planten reageren op hoge temperaturen door bepaalde structuren (zoals bladstelen of stengels) langer te maken of opwaarts te richten, waardoor ze koeler kunnen blijven.

Dit proces, thermomorfogenese genaamd, werd voorheen uitsluitend gekoppeld aan de invallende lichtsignalen en de verwerking ervan door de plant.

Het is bekend dat specifieke moleculaire sensoren planten in staat stellen temperatuurveranderingen op te merken. Er is echter nog weinig bekend over hoe signalen in plantencellen de plantenstructuur kunnen beïnvloeden in respons op hoge temperaturen.

Om deze signaalmechanismen in bloeiende planten te identificeren brachten onderzoekers modificaties in specifieke eiwitten in kaart die optreden wanneer de planten worden blootgesteld aan hoge temperaturen.

Gentse VIB-onderzoekers werkten hiervoor samen met UUtrecht, de North Carolina State University (VS) en het John Innes Centre (VK).

Ze identificeerden het eiwitkinase MAP4K4/TOT3 als een regulator van thermomorfogenese in tweezaadlobbige en eenzaadlobbige planten (de twee fundamentele plantencategorieën). Ook geven hun onderzoeksresultaten aan dat dit signaal de thermomorfogenese reguleert onafhankelijk van andere routes, inclusief lichtdetectie.

De klimaatopwarming heeft grote gevolgen op de plantengroei en de gewasopbrengst. Deze studie identificeert MAP4K4/TOT3 als een nieuwe hoofdrolspeler in de reacties van planten op hoge temperaturen.

Ook laat het zien dat het enzym interageert met verwante kinasen die verschillende rollen spelen in thermomorfogenese. Deze waarnemingen maken het onwaarschijnlijk dat er één reguleringspad is dat structurele veranderingen bij hoge temperaturen regelt.

De resultaten van het onderzoek zijn relevant in de context van klimaatverandering, aangezien de ontwikkeling van temperatuurbestendige gewassen, zoals tarwe en soja, van cruciaal belang zal zijn voor het waarborgen van voedselzekerheid.