Alleen welkom bij schaarste

---

Alleen welkom bij schaarste

Het vinden van genoeg voedingstoffen is een van de uitdagingen van een plant. Voornamelijk het vinden van genoeg stikstof en fosfaat kan een uitdaging zijn. Van deze bouwstenen heeft een plant er veel nodig. Samenwerking met schimmels of bacteriën kan helpen om aan extra stikstof of fosfaat te komen. Maar dit komt met een prijskaartje. Suikers in ruil voor fosfaat of stikstof. De plant werkt daarom alleen samen wanneer de voedingstoffen echt schaars zijn. Maar hoe maken planten dat onderscheid? Onderzoekers uit het Verenigd Koninkrijk onderzochten hoe gerst dit doet.

Ten eerste zochten ze uit welke signaalstoffen van schimmels bij gerst een reactie om samen te werken uitlokte. Wanneer gerst een tekort heeft aan fosfaat of stikstof resulteren zowel de CO- als de LCO-suikers van schimmels in een reactie. Maar waar CO-suikers ook een duidelijke reactie uitlokken wanneer er genoeg stikstof en fosfaat aanwezig is, zagen de onderzoekers dat gerst alleen op LCO-suikers reageert bij schaarste.

Vervolgens analyseerde de onderzoekers welke gen-aanzetters zowel nodig zijn voor de samenwerking en aangaan bij stikstof of fosfaat te kort. Dit bleken NSP1 en NSP2 te zijn. De onderzoekers zagen dat gerst planten zonder gen aanzetters NSP1 en NSP2 geen samenwerkingsverband aangaan met de schimmels.

---

Signalen van schimmels alleen herkent bij schaarste

---

NSP1 en NSP2 zetten de genen voor het maken van het plant hormoon strigolactone en daar op lijkende stoffen aan. Daarom onderzochten de onderzoekers het effect van deze stoffen op het samenwerkingsverband. Ze zagen dat planten planten die strigolactone zelf niet konden waarnemen nog reageren op de LCO-suikers van de schimmel. Maar verwijderde de onderzoekers de receptor voor een op strigolactone lijkende stof, karrikin, dan reageert de plant niet meer op de LCO-suikers, en gaat geen samenwerkingsverband aan.

Wat bleek de karrikin-receptor zorgt ervoor dat na herkenning van karrikin, de genen voor herkenning van de LCO-suikers aan gaan. Zo zorgt de plant ervoor dat alleen wanneer het niet genoeg stikstof of fosfaat heeft, het de signalen voor samenwerking met gunstige schimmels herkent. Om zo in ruil voor suikers meer stikstof of fosfaat te krijgen.

Literatuur

Xin-Ran Li, Jongho Sun, Doris Albinsky, Darius Zarrabian, Raphaella Hull, Tak Lee, Edwin Jarratt-Barnham, Chai Hao Chiu, Amy Jacobsen, Eleni Soumpourou, Alessio Albanese, Wouter Kohlen, Leonie H. Luginbuehl, BrunoGuillotin, TomLawrensen, Hui Lin, Jeremy Murray, Emma Wallington, Wendy Harwood, Jeongmin Choi, Uta Paszkowski and Giles E. D. Oldroyd (2022) Nutrient regulation of lipochitooligosaccharide recognition in plants via NSP1 and NSP2. Nature Communications 13, 6421. https://doi.org/10.1038/s41467-022-33908-3