Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Nieuwe plantjes
Planten planten zich voort door bestuiving. Maar ze kunnen het ook zonder. Zo kan je planten vermeerderen door ze te stekken. De stekjes zijn dan een kloon van de moederplant. Dit stekken kun je ook op een veel kleinere schaal doen. Waarbij je volwassen cellen, van bijvoorbeeld een blad neemt, deze groeit op groeimedium en onder de juiste condities nemen deze volwassen cellen een embryo-cel identiteit aan. Iets wat onderzoekers somatische embryogenesis noemen. Het is een veel gebruikte techniek door kwekers om planten te vermenigvuldigen. Maar wat het achterliggende mechanisme hiervan precies is weten we eigenlijk niet. Onderzoekers uit Leiden en Wageningen hopen hier verandering in te brengen.
Specifiek keken de onderzoekers naar de rol van plant eigen auxine. Van dit plant hormoon is bekend dat het nodig is voor gewone embryo’s om zich van een bolletje cellen in de vorm van een plant ontwikkelen. Maar wat z’n taak is bij somatische embryo’s is niet echt duidelijk. Temeer om dat om de embryo-cel identiteit aan te meten synthetische auxine van buiten nodig is.
Het eerste wat de onderzoekers deden was vaststellen wanneer de cellen hun embryo-identiteit aannemen. Dit deden ze met behulp van het embryo specifieke marker WOX2. Alleen in cellen groeiend op medium met synthetische auxine zagen de onderzoekers de marker na 5 of 6 dagen oplichten. De cellen ontwikkelde zich tot een soort van pro-embryo’s. Pas na verplaatsing naar auxine vrij medium ontwikkelde deze pro-embryo’s zich in duidelijk herkenbare globular embryo’s, het bolletje cellen, en vervolgens ontwikkelde ze zich net al normale embryo’s.
Plant eigen auxine is duidelijk nodig om de embryo-cel identiteit te behouden
Om de rol van plant eigen auxine te ontdekken, onderzochten de onderzoekers eerst de auxine synthese. Hierbij zagen ze dat de auxine synthese genen aan stonden van af dag 7, wanneer de cellen een embryo-identiteit hadden. Voorkwamen de onderzoekers dit aanzetten van de auxine synthese genen, dan verloren de cellen hun verkregen embryo-identiteit weer. Het aanmaken van eigen auxine was dus nodig voor het behoud van de embryo-cel identiteit.
Maar om te ontwikkelen van een bolletje cellen in een plant is ook de controle van de verspreiding van auxine nodig. Blokkeerde de onderzoekers het opnemen van auxine door de cel, dan verloren de cellen ook hun embryo-cel identiteit. Het pompen van auxine uit de cel, om zo een gradiënt te vormen had geen invloed hierop. Bij het blokkeren van de pompen die auxine de cel uit pompte behielden de cellen hun embryo-cel identiteit, maar ze ontwikkelde zich niet verder dan een bolletje cellen.
Plant eigen auxine is duidelijk nodig om de embryo-cel identiteit te behouden wanneer deze eenmaal ontwikkeld is. Nu dit bekend is kunnen kwekers dit gebruiken om de vermenigvuldiging via somatische embryogenesis te verbeteren. Maar de vraag blijft wat er nu precies voor zorgt in die eerste 5 tot 7 dagen dat het duurt om de embryo-cel identiteit te verkrijgen.
Literatuur
Karami, O., Philipsen, C., Rahimi, A., Nurillah, A.R., Boutilier, K. and Offringa, R. (2023), Endogenous auxin maintains embryonic cell identity and promotes somatic embryo development in Arabidopsis. Plant Journal, 113: 7-22. https://doi.org/10.1111/tpj.16024
Plant en Zo 