Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Stuifmeelkorrel discriminatie
Bij bloem bezoek nemen bestuivers allerhande stuifmeelkorrels mee, afkomstig van allerlei planten. Zowel die van dezelfde soort als van planten die totaal niet verwant zijn. Om hun energie niet te verspillen aan het produceren van nakomelingen die niet levensvatbaar zijn planten kieskeurig. Alleen stuifmeelkorrels die herkend worden mogen de bloem bevruchten. De rest houdt de plant tegen. De vraag was hoe. Chinese en Amerikaanse onderzoekers hebben dit nu uitgezocht.
De receptor SRK helpt de plant om onverenigbare stuifmeelkorrels te herkennen. Herkent SRK een eiwit aan de buitenkant van de stuifmeelkorrel, dan pakt SRK deze vast. Op dat moment zet het een kettingreactie in gang dat pollenbuisvorming voorkomt. Dit houdt de bevruchting tegen.
Om te onderzoeken wat er gebeurt vergeleken de onderzoekers de reactie op wenselijke en onwenselijke stuifmeelkorrels. Hierbij viel het de onderzoekers op dat alleen wanneer er onwenselijke stuifmeelkorrels waren, er ook veel reactieve zuurstof deeltjes aanwezig waren. Maar alleen bij aanwezigheid van SRK. Bij afwezigheid waren er geen reactieve zuurstof deeltjes ook wanneer er onwenselijke stuifmeelkorrels waren, en mochten deze de bloem bevruchten.
Stikstofoxide zorgt er dus voor ongehinderde pollenbuisvorming
Maar wat als er een wenselijke stuifmeelkorrel op de stempel terecht komt? De onderzoekers ontdekte dat om deze te herkennen een andere receptor nodig was, FER. Bij afwezigheid van FER lukte het ook wenselijke stuifmeelkorrels niet om een pollenbuis te vormen. Er zijn dus twee receptoren die helpen met het sorteren van stuifmeelkorrels, een voor wenselijke en een voor onwenselijke.
De onderzoekers ontdekte dat de kettingreactie die FER in gang zet stikstofoxide produceert. Stikstofoxide op z’n beurt remt de productie van reactieve zuurstof, en zorgt er zo voor dat de pollenbuis zich kan ontwikkelen. Om te kijken of bij aanwezigheid van stikstofoxide ook onwenselijke stuifmeelkorrels helpt doorgang te krijgen, behandelde de onderzoekers planten met GSNO, dat de werking van stikstofoxide nabootst. Wat bleek, onwenselijke stuifmeelkorrels konden nu de bloem bevruchten.
Stikstofoxide zorgt er dus voor ongehinderde pollenbuisvorming. Deze kennis kunnen veredelaars goed gebruiken om ver-verwante planten te kruisen. Iets wat vaak gewenst maar moeilijk is, omdat planten stuifmeelkorrels van de verre verwant vaak niet als wenselijk herkennen. Maar door de planten voor de gek te houden kan het nu toch.
Literatuur
Huang, J., Yang, L., Yang, L. et al. (2023) Stigma receptors control intraspecies and interspecies barriers in Brassicaceae. Nature614, 303–308. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05640-x
Plant en Zo 