Met een een-twee punch zout de baas
Planten houden niet van te veel zout. Toch zijn er planten die goed toeven in een zoute omgeving. Nu laten Japanse onderzoekers zien dat bij Vigna marina z’n extreme zouttolerantie te danken heeft aan een tweeledige aanpak.
Vigna marina is een plant die veel op tropische stranden voorkomt. Zo doende is deze plant ook behoorlijk zouttolerant. Vigna marina heeft vier nauwe verwanten, twee daarvan leven ook in een zoute omgeving maar zijn minder tolerant. En de laatste, een gewas, is totaal niet zout tolerant. De onderzoekers vroegen zich daarom ook af: hoe doet Vigna marina dat?
Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers eerst waar in Vigna marina het zout terecht komt. Maar wat op viel was dat in Vigna marina er nauwelijks spraken was van zoutophoping als het in een zout omgeving groeit. Vigna marina bleek zout niet zo zeer buiten de deur te houden, maar actief de plant uit te pompen.
De onderzoekers ontdekte dat dit wegpompen van zout overeenkwam met het dag en nacht ritme van de plant. Gedurende de dag, wanneer de plant meer water opneemt — en dus zout — pompt de plant harder dan gedurende de nacht. De verantwoordelijke pomp bleek SOS2 te zijn. Het gen voor dit zout pompend eiwit staat gedurende de dag aan, maar s’nachts uit.
Het SOS1 gen van Vigna marina is extra aantrekkelijk voor genaanzetters
Vervolgens vergeleken de onderzoekers het aan en uit patroon van SOS2 in de naaste verwanten van Vigna marinaI. In elk van de zouttolerante verwanten van Vigna marina vertoonde SOS2 hetzelfde dag en nacht ritme. Maar niet in het zoutgevoelige verwante gewas.
Toch waren de onderzoekers nog niet helemaal tevreden. Dus doken ze nog wat dieper in de zouttolerantie van Vigna marina. Een ander zout pompend gen, SOS1, bestuderend ontdekte de onderzoekers dat deze constant aanstaat in Vigna marina. Het deed er zelfs een stapje bovenop bij zout stress. Het verschil met z’n naaste verwanten: in de zouttolerante verwanten, ging SOS1 pas aan bij zoutstress. In het zoutgevoelige verwante gewas liet SOS1 het helemaal afweten. De rede waarom SOS1 waarschijnlijk constant aanstaat in Vigna marina is, zo ontdekte de onderzoekers, omdat het gen extra aantrekkelijk is voor gen aanzetters.
Door de dubbele aanpak lukt het Vigna marina om in een zoute omgeving te overleven. Door een van z’n zout pompen constant aan te hebben staan krijgt zout geen kans om zich in de plant te nestelen. Mocht zout toch binnendringen gedurende de dag, dan staat daar de tweede pompen klaar om zout de plant uit te pompen. Die techniek zou nog wel eens interessant kunnen zijn voor veredelaars.
Literatuur
Noda, Y., Wang, F., Chankaew, S., Ariga, H., Muto, C., Iki, Y., Ohashi, H., Takahashi, Y., Sakai, H., Iseki, K., Ogiso-Tanaka, E., Suzui, N., Yin, Y.-G., Miyoshi, Y., Enomoto, K., Kawachi, N., Somta, P., Furukawa, J., Tomooka, N. and Naito, K. (2025), Diurnal Regulation of SOS Pathway and Sodium Excretion Underlying Salinity Tolerance of Vigna marina. Plant, Cell & Environment. https://doi.org/10.1111/pce.15402
Plant en Zo 