Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Een balans tussen water en energie
Fotosynthese is van levensbelang voor een plant. Het omzetten van CO2 in glucose zorgt voor energie, om te leven, te groeien en om voor te planten. CO2 komt de plant binnen via huidmondjes, ook wel stomata genoemd, aan de onderkant van de bladeren. Fotosynthese rest product zuurstof verlaat de plant via stomata, net zoals water. Het is dus van belang dat gedurende de dag, wanneer fotosynthese plaats vindt, de stomata open zijn. Maar is er spraken van droogte en dus een te kort aan water, dan moeten de stomata dicht. Alleen kan er dan geen fotosynthese plaatsvinden. Dit moet dus goed gereguleerd worden. Onderzoekers uit Zweden hebben ontdekt hoe de plant dit doet.
Wanneer er geen spraken is van droogte dan reguleert het klok eiwit ZEITLUPE de opening van de stomata. In de avond, wanneer er veel ZEITLUPE eiwit is sluiten de stomata, en in de ochtend, wanneer de hoeveelheid ZEITLUPE is afgenomen openen de stomata weer. Maar bij droogte treedt het droogte protocol in werking, onder leiding van manager: ABA, een plant hormoon. ABA overtuigt ZEITLUPE ervan om de stomata eerder te laten sluiten. ABA doet dit door de afbraak van het stomata sluitende eiwit OST1 tegen te gaan. OST1 kan dan met ZEITLUPE samenwerken, wat resulteert in een eerdere sluiting van de stomata.
De onderzoekers zagen dat dit niet het hele verhaal was. Waar klok eiwit ZEITLUPE samenwerkt met ABA tegen water verdamping, werkt een ander klok eiwit, PRR5, hun tegen om de fotosynthese door te kunnen laten gaan. Ook PRR5 kan aan OST1 binden, maar in tegenstelling tot ZEITLUPE zorgt PRR5 ervoor dat OST1 de stomata niet kan sluiten. Ze blijven dus open om CO2 binnen te laten voor fotosynthese.
De aanwezigheid van zowel ZEITLUPE als PRR5 oscilleert met een dagelijks ritme, met elk een piek en een dal, die niet samenvallen. Dit zorgt ervoor dat ook tijdens het droogte protocol fotosynthese kan doorgaan. Was PRR5 afwezig geweest, en was de plant gestorven door gebrek aan energie. Terwijl de afwezigheid van ZEITLUPE sterfte door uitdroging vergroot. Met zowel PRR5 en ZEITLUPE is er dus een balans tussen energie toevoer en waterverdamping.
Literatuur
Jurca M, Sjölander J, Ibáñez C, Matrosova A, Johansson M, Kozarewa I, Takata N, Bakó L, Webb AAR, Israelsson-Nordström M and Eriksson ME (2022) ZEITLUPE Promotes ABA-Induced Stomatal Closure in Arabidopsis and Populus. Frontiers in Plant Science 13:829121. doi: 10.3389/fpls.2022.829121
Lees meer over stomata in: Licht laat planten ademen
Plant en Zo 