Het was een bijzonder lastig jaar voor de landbouwers, zeker ook in het Hageland. Dat had vooral met de aanhoudende regen te maken maar toch is droogte naar de toekomst toe de belangrijkste uitdaging voor de sector. In dat verband hebben hebben Belgische wetenschappers een zeer belangrijke ontdekking gedaan. Wortels van planten blijken namelijk een soort puberteit door te maken waarin ze de manier waarop ze groeien kunnen bijsturen. Dat kan leiden tot een meer klimaatrobuuste landbouw.
Het onderzoek gebeurde door het team van prof. Bert De Rybel (VIB-UGent), de VIB Screening Core, en Universiteit Gent. Hun werk verschijnt in het hoog aangeschreven wetenschappelijke magazine Science.
Als we begrijpen hoe wortels groeien, kunnen we planten ontwikkelen die bijvoorbeeld beter bestand zijn tegen droogte.
Plantenpuberteit
Planten ondergaan, net als alle levende organismen, verschillende ontwikkelingsstadia. Ze beginnen als een zaadje, groeien uit tot een scheut, en uiteindelijk ontstaat een volgroeide, vruchtbare plant. Ze maken ook een soort van ‘puberteit’ door waarin een jonge scheut zijn groeipatroon verandert, wat essentieel is voor overleving en aanpassing aan de omgeving. Door de richting waarin cellen zich delen te veranderen, kunnen planten meer in de breedte dan in de hoogte groeien, of omgekeerd.
Ook onder de grond past de plant zich aan. Tussen de eerste en derde week van ontwikkeling ondergaan wortels veel veranderingen. Onderzoekers van het team van prof. Bert De Rybel (VIB-UGent Centrum voor Plantensysteembiologie) en de VIB Screening Core, samen met het Departement Chemie van de Universiteit Gent, zijn de eersten die de moleculaire details van de ‘wortelpuberteit’ hebben ontdekt.
Professor De Rybel legt uit dat een kleine chemische molecule de hoeveelheid van het SPL13 eiwit in plantencellen kan veranderen. Dat regelt de oriëntatie van de celdeling en kan zo het groeipatroon veranderen.
Groei en ontwikkeling
De transitie die het resultaat is van SPL13-activiteit wordt gekenmerkt door duidelijke veranderingen in de wortels die cruciaal zijn voor de algehele ontwikkeling van de plant.
Dr. Dominique Audenaert, hoofd van de VIB Screening Core (onderdeel van VIB Technologies), legt uit dat ze met geavanceerde microscopie-gebaseerde screeningtechnologie moleculen konden identificeren die de oriëntatie van celdelingen wijzigen in celculturen. Dat hielp om aan te tonen dat verandering van de SPL13-productie in cellen leidt tot wortelsystemen die dikker en dieper groeiden.”
Door de niveaus van SPL13 te veranderen, konden de wetenschappers de wortelveroudering zelfs versnellen of vertragen.
Volgens professor De Rybel ontrafelt het onderzoek niet alleen een voorheen onbekend fundamenteel mechanisme voor de ontwikkeling van planten, maar opent het ook nieuwe wegen voor verbeterde gewasopbrengsten in veranderende omgevingsomstandigheden.
Met een groeiende wereldbevolking, zal het optimaliseren van de plantengroei en -ontwikkeling van cruciaal belang zijn voor de voedselzekerheid. Door het belang van de wortelpuberteit in de plantenbiologie beter te begrijpen kunnen wetenschappers potentiële toepassingen ontwikkelen die wortelgroeipatronen beïnvloeden. Dit kan op zijn beurt een invloed hebben op oogstopbrengsten in de landbouw via, bijvoorbeeld, het ontwikkelen van planten die beter bestand zijn tegen droogte.