Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Compacte aarde protocol
Om goed te kunnen aarden is een niet te dicht opeengepakte aarde een must voor planten. Is de grond te compact dan hebben wortels meer moeite om een weg er doorheen te vinden. In toe nemende mate is dit een probleem in de landbouw. Waar intensief gebruik van de grond de aarde samenpakt. Moeilijker toegankelijker voor de plant. Met een lagere opbrengst als gevolg. Lang dacht men dat het moeilijker doorgronden van compacte grond een gevolg was van te veel weerstand. Maar dit is niet het hele verhaal.
Om na te gaan hoe opeengepakt de aarde is gebruikt de plant het vluchtige hormoon ethyleen. De wortels stoten ethyleen uit. Dat, omdat het een gas is, al snel vervliegt via alle mogelijke gaatjes, een weg banend naar boven. Lukt dit niet, omdat er nauwelijks gaatjes zijn in de opeengepakte aarde, dan blijft ethyleen dicht bij de wortels. Dan pikt de ethyleen receptor dit op en zet het protocol compacte aarde in werking.
Hoe het compacte aarde protocol precies werkt was lang onduidelijk. Alleen de uitkomst, langzamere wortelgroei en dikkere wortels, was bekend. Britse onderzoekers hebben nu ontrafeld hoe het compacte aarde protocol werkt in rijst. In wortels groeiend in opeengepakte aarde maten de onderzoekers een hogere hoeveelheid van het hormoon ABA. Dit zo zagen de onderzoekers zorgde voor opgezwollen wortels. Verassend genoeg bleken de dunne wortels van mutanten die geen ABA maakte makkelijkere door compacte grond te groeien.
Door de groei af te remmen, en de wortels te verdikken maakt het compacte aarde protocol het doorgronden van compacte grond moeilijker
Een ander bekend hormoon dat wortelgroei beïnvloed is auxine. Ook op dit hormoon bleek ethyleen invloed te hebben. In wortels groeiend in opeengepakte aarde bleken meer auxine te zijn. Maar niet in die van een mutant die geen ethyleen maakt. In compacte aarde verhoogd ethyleen de productie van auxine.
Een van de taken van auxine is het tegenhouden van het uitstrekken van wortelcellen. Dicht bij de groeikern is de auxine concentratie hoog, maar hoe verder van de groeikern hoe lager de auxine concentratie. Auxine houdt het uitstrekken tegen. Pas wanneer de cellen vergenoeg van de groeikern zijn, en de auxine concentratie heel laag is lukt dit niet meer. Ethyleen, door meer auxine te laten produceren houdt uitstrekken van de cellen langer tegen. Het vertraagt de groei. Net als de ABA-mutanten bleken ook mutanten die geen auxine kunnen produceren bleken makkelijker door compacte grond te groeien.
Het compacte aarde protocol zorgt er dus actief voor dat de wortels langzamer groeien. Door de groei af te remmen, en de wortels te verdikken. Dit maakt het doorgronde van compacte aarde moeilijker. In mutanten waarin dit niet gebeurde was de weerstand van opeengepakte aarde niet genoeg om de groei af te remmen. Is het compacte aarde protocol dan wel nodig? Of kunnen we beginnen met het kweken van gewassen die de aarde makkelijker doorgronden? Dat is nu de vraag.
Literatuur
Guoqiang Huang, Azad Kilic, Michal Karady, Jiao Zhang, Poonam Mehra, Xiaoyun Song, Craig J. Sturrock, Wanwan Zhu, Hua Qin, Sjon Hartman, Hannah M. Schneider, Rahul Bhosale, Ian C. Dodd, Robert E. Sharp, Rongfeng Huang, Sacha J. Mooney, Wanqi Liang, Malcolm J. Bennett, Dabing Zhang, Bipin K. Pandey (2022) Ethylene inhibits rice root elongation in compacted soil via ABA- and auxin-mediated mechanisms. PNAS, 119 (30) e2201072119, https://doi.org/10.1073/pnas.2201072119
Plant en Zo 