Een beetje zout tolerant worden
Zoals ik vorige week zei, ik hou ervan dat planten een weg vinden ondanks alles. Het is niet alleen de volharding en aanpassingsvermogen. Maar ook dat in dat we er wat van kunnen leren van hoe deze pionierende planten ondanks alles overleven.
Neem als voorbeeld planten die in een zilte omgeving groeien. Planten, net als alle organismen, houden niet van te veel zout. Maar als je zaad waaruit je ontkiemd bent op een zilte ondergrond terecht kwam, dan heb je niet veel keus. Een van die aanpassingen laten Spaanse en Franse onderzoekers zien in nieuw gepubliceerd onderzoek “Parallel evolution of salinity tolerance in Arabidopsis thaliana accessions from Cape Verde Islands”.
De onderzoekers begonnen met de vraag welke strategieën passen Arabidopsis planten (zandraket) toe die groeien op de zoute gronden van de Kaapverdische eilanden. Hierbij keken de onderzoekers met namen naar een verschil in metabolieten tussen Kaapverdische en standard lab Arabidopsis.
Een metaboliet voor zout tolerantie
Een nog onbekend metaboliet viel op. De onderzoekers noemde dit metaboliet U2746. En na verdere bestudering concludeerde de onderzoekers dat U2746 hoogstwaarschijnlijk een ether-linked glucuronyl-mannose is.
De vraag was of meer U2746resulteerde in een verhoogde tolerantie voor zilte grond. Om dit te testen groeide de onderzoekers Kaapverdische en standaard lab Arabidopsis onder normale en zilte omstandigheden. Onder normale omstandigheden zagen de onderzoekers geen verschil in groei tussen de twee Arabidopsis lijnen.
Maar groeiend in zilte omstandigheden ontkiemde de Kaapverdische Arabidopsis niet alleen beter, ze hadden ook langere wortels en waren gezonder. In andere woorden, de Kaapverdische Arabidopsis lijn deed het onder zilte omstandigheden beter dan de standaard lab Arabidopsis.
Twee keer opgekomen
Om gebruik te maken van deze eigenschap is het voor veredelaars handig om te weten welk gen verantwoordelijk is. Na analyse bleek dit GH38cv te zijn, een α-mannosidase. In planten waarin dit gen niet werkt hoopt meer U2746 op.
Inzoomend op GH38cv van de Kaapverdische Arabidopsis planten ontdekte de onderzoekers dat deze drie versies van het gen konden hebben. Een daarvan was een werkend gen. Bij de twee andere versies werkte het gen niet, en waren elk van een ander eiland afkomstig. Evolutie is dus twee keer op dezelfde truc voor zout tolerantie gekomen.
Hoe precies meer U2746 resulteert in zout tolerantie, dat is nog niet helemaal duidelijk. De onderzoekers hebben drie mogelijke theorieën. De eerste is dat U2746 net als andere suikermetabolieten werkt als een osmolyt, het verhoogt daarmee de mogelijkheid van de plant om water op te nemen, en beschermt membranen tegen beschadiging.
De tweede optie is dat omdat de ophoping van U2746 met de kost van minder glucuronzuur, een onderdeel van de celwand, komt, dit resulteert in een veranderde samenstelling van de celwand en daarmee zout tolerantie verhoogt. De derde optie is dat U2746 een boodschapper is. Maar er is geen duidelijke indicatie welke van deze drie opties de rede is voor de zout tolerantie. Zoals altijd is er meer onderzoek nodig.
Literatuur
Félix J. Martínez Rivas et al., Parallel evolution of salinity tolerance in Arabidopsis thaliana accessions from Cape Verde Islands.Sci. Adv.11,eadq8210(2025). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq8210
Plant en Zo 