Hoe sojabonen het meest uit geboden hulp halen
Planten hebben verschillende strategieën om om te gaan met een tekort aan voedingstoffen, een daarvan is het inschakelen van microbiële hulp. Zo gaan planten bij een fosfaat te kort graag de samenwerking aan met arbuscular mycorrhizal schimmels.
Bij deze symbiose leggen de schimmels zogenaamde arbusculen aan in wortelcellen. Daar scheidt enkel een membraan de schimmel van de plantencel, wat uitwisseling van voedingstoffen vergemakkelijkt. Zoals je kan begrijpen is dit iets dat heel precies geregeld is.
Zo komt er bijvoorbeeld alleen een samenwerking tussen de schimmel en de plant als er een tekort aan voedingstoffen is. Een groep genen die betrokken zijn als regulators van dit proces zijn de SPX-genen. Deze blokkeren de samenwerking wanneer ze genoeg fosfaat waarnemen.
New rol SPX genen
Alleen het blijkt dat SPX genen niet in alle planten deze precieze functie hebben. In vlinderbloemige, die ook een samenwerking aan gaan met stikstof fixerende bacteriën heeft een andere gen familie de rol van samenwerking blokkerende regulator.
Toch betekend dat niet dat in vlinderbloemige planten SPX-genen geen rol spelen in de regulatie van de samenwerking met arbuscular mycorrhizal schimmels. In een new onderzoek “GmSPX5 regulates arbuscular mycorrhizal colonization and phosphate acquisition through modifying transcription profile and microbiome in soybean” laten Chinese onderzoekers zien dat SPX5 daar weldegelijk een rol in heeft.
De Chinese onderzoekers waren benieuwd of SPX genen actief waren in sojabonen tijdens de symbiose met arbuscular mycorrhizal schimmels. Om dat te achterhalen gingen de onderzoekers dit na voor elk van de 10 SPX genen die sojabonen rijk zijn. Daarbij zagen ze dat alleen SPX5 actief was tijdens de symbiose. Dit was niet alleen op de plek in de wortel waar de schimmel arbusculen vormt. Maar ook, zij het in een iets mindere mate, ook in de rest van de plant.
Communicatie met microben
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers wat het effect van de geactiveerde SPX5 op de rest van de genen was. Hierbij vonden de onderzoekers dat SPX5 de biosynthese van flavonoïde en jasmijnzuur verhoogde. Beide zijn betrokken bij de communicatie tussen de schimmel en de plant.
De onderzoekers bestudeerde ook wat het effect van SPX5 was op de rest van de microbioom samenstelling van sojabonen. Hierbij vonden de onderzoekers dat wanneer SPX5 actief is planten meer microben aantrekken die de groei van planten kunnen stimuleren. Maar niet alleen dat, de planten trokken ook bacteriën aan die samenwerken met de schimmels om meer voedingstoffen uit de bodem vrij te maken.
Al is er meer onderzoek nodig om te begrijpen hoe dit precies te werk gaat. Lijkt het er in eerste instantie erop dat SPX5 in vlinderbloemige een meer samenwerking stimulerende rol heeft. Alsof het zo veel als mogelijk uit de symbiose wil halen.
Literatuur
Yang, X., Li, Y., Wang, T., Li, Z., Zhuang, Q., Liang, C., Wang, X. and Tian, J. (2025), GmSPX5 regulates arbuscular mycorrhizal colonization and phosphate acquisition through modifying transcription profile and microbiome in soybean. Plant J, 124: e70511. https://doi.org/10.1111/tpj.70511
Plant en Zo 