Een waterdruppel, die op een blad landt, zorgt er niet alleen voor dat de plant groeit, maar maakt ook snel stresshormonen vrij die de plant beschermen tegen ziektes en droogte, zo wijst een nieuw onderzoek van de Zweedse Universiteit van Lund uit.
Planten kunnen in tegenstelling tot mensen geen pijn voelen. Maar hun afweersysteem kan op biochemisch niveau wel door externe factoren als regen, wind en aanraking door mens of dier geactiveerd worden.
Een nieuw internationaal onderzoek toont aan dat waterdruppels de plant niet alleen voorzien van voeding. Ook genen, eiwitten en groeihormonen in de plant worden binnen slechts tien minuten nadat het water de plant treft, beïnvloed. De onderzoekers hebben een van de mechanismen achter dit proces in kaart gebracht.
Gewone plantenspuit
Ze gebruikten een gewone plantenspuit, ingesteld op verstuiven, in een laboratoriumomgeving en besproeiden zandraket (Arabidopsis thaliana) met water vanaf 15 centimeter afstand. Daarna werden de molecuulveranderingen op celniveau geregistreerd na 10, 25, 40, 60 en 120 minuten.
Na ongeveer 25 minuten werd de piek bereikt toen enkele genen een honderdtal keer door de eigen stresshormonen beïnvloed werden. Vijftien minuten later was het effect afgenomen van vijf tot tien keer. Olivier van Aken, docent moleculaire celbiologie aan de universiteit van Lund en leider van dit onderzoek, legt uit dat ze ontdekt hebben hoe specifieke eiwitten, genaamd MYC2, MYC3 en MYC4, de reactie mogelijk maken.
“De eiwitten regelen binnen een paar minuten hoe de reactie wordt in- en uitgeschakeld. Het is bekend dat er stresshormoon vrijkomt, maar het was nog onbekend hoe het precies werkt. Wij hebben aan kunnen tonen dat bepaalde eiwitten belangrijk zijn om grote hoeveelheden stresshormoon vrij te maken.”
Sterkere steel
Olivier van Aken gebruikt sensitieve planten waarvan de bladeren opkrullen bij aanraking, maar het effect is niet met het blote oog waar te nemen. Een extreem voorbeeld met een soortgelijke reactie waarvan de effecten wel zichtbaar zijn is Venusvliegenvanger.
Waarom zandraket zo heftig en snel op water reageert is niet helemaal duidelijk. Een theorie is dat de reactie als een versterkt afweermechanisme werkt. Planten met zieke bladeren zouden bacteriën en virussen via waterdruppels naar gezonde planten kunnen ‘katapulteren’, waartegen de gezonde plant zich moet beschermen.
Van Aken: “Maar naast een toenemende afweer tegen ziektes kan de reactie ook leiden tot verdroging en daarmee belemmering van de groei.”
Het bespuiten van planten met bestrijdingsmiddelen veroorzaakt eenzelfde soort reactie. Als je een plant iedere dag behandelt, wordt hij gestrest en bloeit later, maar aan de andere kant is hij beter bestand tegen bepaalde infecties en wordt de steel sterker waardoor die niet snel afbreekt.
Japanse landbouw
In de Japanse landbouw wordt een methode gebruikt waarbij graan neergetrapt wordt tijdens de groeifase voor rijkere oogsten. Daardoor denkt Van Aken dat mechanische stimulering een grotere rol speelt dan eerder werd gedacht en de studie, die gepubliceerd wordt in Proceeding of the National Academy of Sciences, kan leiden tot meer kennis over hoe oogsten groter, weerbaarder en goedkoper te verbouwen worden.
Van Aken: "Dit wordt voor zover ik weet amper gebruikt in Europa."
Hij voert nu op experimenteel niveau een behandeling uit op tarwe, haver en gerst om te kijken of ze later een betere weerstand ontwikkelen tegen droogte en infecties.
Bron: vt.se