Vertraagde biologische klok in sla
Alle organismen bevatten een biologische klok. It helpt ze met het synchroniseren van hun gedrag met hun omgeving. Denk aan wakker worden in de ochtend en moe voelen in de avond. In planten helpt de biologische klok met het opstarten van de fotosynthese bij het aanbreken van de dag. En het helpt planten te bepalen wanneer de volgende stap in hun ontwikkeling te zetten.
Gewasveredelaars willen soms dat planten die ontwikkelingsstappen eerder of later zetten. Neem bloeien bijvoorbeeld. Voor bladgroenten willenboeren dat deze zoveel mogelijk bladeren groeien voordat ze het gewas moeten oogsten. Dit moet gebeuren voordat het gewas bloeit, omdat dit onder andere de bladeren een bittere smaak geeft.
Daarom is er een sinds lange tijd een selectie op bladgroeten die later in het seizoen bloeien. Nu laat een nieuwe studie “Breeding for delayed bolting decelerated the circadian clock in cultivated lettuce” zien dat dit ook de biologische klok langzaam doet lopen.
Waardoor loopt de klok langzaam?
In de studie analyseerde de onderzoekers de lengte van de biologische klok van 234 gedomesticeerde en wilde sla varianten. Ze zagen dat de lengte van de biologische klok van wilde sla varianten net iets langer dan 24 uur was. In tegenstelling de lengte van de biologische klok van gedomesticeerde sla varianten was net iets langer dan 26 uur. Met andere woorden, de biologische klok van gedomesticeerde sla deed ongeveer twee uur langer over een dag.
De vraag die de onderzoekers beantwoord wilde hebben was of die langzame klok ook de oorzaak van late bloei was? Om dat te onderzoeken analyseerde de onderzoekers verschillende bloei en biologische klok eigenschappen van de verschillende sla varianten. Deze combineerde de onderzoekers vervolgens met de genoom data om uit te vinden welke genoom locaties verantwoordelijk voor de geanalyseerde eigenschappen waren. Voor elke eigenschap lichte verschillende locaties op. Maar wat de onderzoekers verbaasde was dat een regio voor elke eigenschap steeds weer terugkwam. Deze regio bevatte het gen PHYC.
Korter eiwit
PHYC is een bekende fotoreceptor. In deze hoedanigheid vertelt het de klok hoe het is gesteld met de licht kwaliteit. Toen de onderzoekers de verschillende PHYC varianten in de verschillende sla varianten nader bestudeerden vielen drie varianten op: H01, H02, en H03 genaamd. En terwijl H01 en H03 voor een geheel en werkend eiwit coderen, had H02 een mutatie waardoor het in een korter eiwit resulteerde.
Verder analyse liet zien dat alle gedomesticeerde sla varianten met een tragere biologische klok de H02 verzie van PHYC hadden. In tegenstelling tot de gedomesticeerde sla varianten met een biologische klok die dichter tegen de 24 uur aan zat, die hadden de H03 variant van PHYC. Wilde sla varianten hadden voor het grootste gedeelte de H01 variant van PHYC.
De onderzoekers zeggen dat deze hoge voorspelbaarheid de veredelaars kan helpen met het selecteren voor laatbloeiende sla varianten. Zodat deze meer en zoetere bladeren groeien. Daarmee boeren grotere slakroppen om te oogsten geven.
Literatuur
Anton-Sales, C., van den Bergh, E.S., Thérèse-Navarro, A., Severing, E., Moñino-López, D., DiPalma, J., Proveniers, M., McClung, C.R., Jeuken, M. and Bonnema, G. (2025), Breeding for delayed bolting decelerated the circadian clock in cultivated lettuce. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.70489
Plant en Zo 