Nieuw plantenhormoon kan leiden tot minder vertakte tomatenplanten

Onderzoekers van het Laboratorium voor Plantenfysiologie van Wageningen Universiteit hebben in een international team van onderzoekers een nieuwe groep plantenhormonen ontdekt. Het gaat om zogenoemde strigolactonen. Dat is een groep van stoffen waarvan al bekend is dat ze betrokken zijn bij de interactie van planten met hun omgeving. De onderzoekers hebben nu bewezen dat strigolactonen, als hormoon, ook cruciaal zijn voor het regelen van de vertakking van de plant.

De onderzoekers publiceren hun ontdekking binnenkort in Nature. De ontdekking kan waarschijnlijk voor innovaties in de land- en tuinbouw gebruikt worden, bijvoorbeeld voor het ontwikkelen van meer- of minder vertakte snijbloemen of tomatenplanten. Deze gewassen zijn voor Nederland van groot economisch en maatschappelijk belang.

De groei en ontwikkeling van planten wordt voor een belangrijk deel gestuurd door plantenhormonen. De plant maakt deze stoffen zelf, en regelt zo bijvoorbeeld de groei en ontwikkeling van wortels en stengels. Een aantal plantenhormonen, zoals auxines, giberellines en cytokinines, is al geruime tijd terug door onderzoekers ontdekt. Er is nu een nieuwe groep van hormonen ontdekt, de zogenoemde strigolactonen.

Eerder onderzoek van onder andere Wageningen UR heeft al laten zien dat strigolactonen voor planten van groot belang zijn voor de interactie met het milieu waarin ze groeien. Omdat planten niet kunnen bewegen, gebruiken ze veelal eigen inhoudsstoffen om het milieu zo goed mogelijk naar hun hand te zetten. Zo zijn de strigolactonen van groot belang voor de interactie van planten met zogenaamde symbiotische schimmels. Dit zijn schimmels die met de plant samenleven, waarbij plant én schimmel er beter van worden. De schimmel transporteert meststoffen uit de bodem naar de plant en krijgt ‘in ruil daarvoor’ suikers van de plant.

De strigolactonen zijn helaas ook als signaalstof gekaapt door nadelige organismen: ze laten de zaden van parasitaire planten ontkiemen. De kiemplantjes hechten zich aan de wortel van de plant, en misbruiken de voedingstoffen van de plant voor de eigen groei en bloei. In tegenstelling tot de symbiotische schimmel geven ze daar echter niets voor terug. Sterker nog: de gastheerplant gaat er vaak aan ten onder.

Het vanuit Frankrijk gecoördineerde internationale onderzoeksteam van Franse, Australische en Nederlandse onderzoekers vonden mutanten van erwt die ongeremd vertakten. Deze erwtenplanten bleken niet in staat om strigolactonen te maken. Als de planten strigolactonen toegediend kregen, stopte de ongeremde vertakking van de plant. In een heel andere plant, de zandraket, bleken de strigolactonen de zelfde werking te hebben. De mutant planten bleken ook veel minder kieming van de parasitaire planten te veroorzaken en minder goed met de symbiotische schimmel te interacteren.

De onderzoekers lieten ook zien dat er in planten sprake is van een specifieke ‘receptor-reactie’ voor de strigolactonen, een fenomeen dat typisch is voor plantenhormonen. Sommige eerder ontdekte planten met ongeremde vertakking, bleken gewoon zelf strigolactonen te produceren, maar gestoord te zijn in de receptor binding: van buiten toegediende strigolactonen konden de ongeremde vertakking niet stoppen. Daarnaast blijken planten in staat om strigolactonen intern te transporteren, en werken de stoffen bij heel lage concentraties, twee andere typische kenmerken van plantenhormonen.

De ontdekking van de nieuwe groep plantenhormonen is van groot belang. Dat wordt nog benadrukt door het feit dat Nature in het zelfde issue een artikel van een Japanse groep heeft opgenomen waarin vergelijkbare resultaten worden gepresenteerd. De nieuwe kennis zal naar verwachting nuttig gebruikt kunnen worden in de land- en tuinbouw, bijvoorbeeld voor de veredeling van planten en de ontwikkeling van vertakkings regulatoren.

Zo kunnen snijbloemrassen en potplanten met meer- of juist minder vertakking, een bijzondere sierwaarde hebben. Daarnaast kunnen gewassen met meer of minder vertakking, ook voordelen hebben voor de teelt. Tomatenplanten die minder sterk vertakken, kunnen bijvoorbeeld een voordeel hebben voor de Nederlandse glastuinbouw. De plantenveredeling en de glastuinbouw zijn voor Nederland economisch en maatschappelijk belangrijke sectoren, die sterk op innovatie gericht zijn.