Seizoen afhankelijke groei onderbreking
Bomen en andere meerjarige planten stoppen elk jaar wanneer het kouder wordt met groeien. Een strategie die hun helpt om de koude winter te overleven. Maar hoe planten dat precies reguleren is nog niet helemaal bekend. Een groep van Zweedse en Chinese onderzoekers zocht het uit voor populieren.
Populieren stoppen met groeien wanneer, in de herfst, de dagen korter worden. Op dat moment zien onderzoekers ook dat er minder van de groeikern onderhoudende FT2 in de groeikern aanwezig is. Bij afwezigheid van FT2 delen de cellen van de groeikern niet meer. Het is dan ook niet gek dat de plant de hoeveelheid FT2 strak reguleert. Een van de positieve regulators is LAP1, maar afwezigheid van LAP1 heeft niet hetzelfde resultaat als afwezigheid van FT2. Er moet dus nog een tweede regulator zijn.
Om die te vinden keken de onderzoekers naar parallellen in de regulatie van de groeikeren van eenjarige planten. Daar reguleert de module van miR172 en AP2 de activiteit van de groeikern. De onderzoekers vroegen zich af of dit voor populieren ook zo was.
AP2-like activeert FT2
Het eerste wat de onderzoekers deden was populieren maken waarin miR172 minder of meer actief was. Nadat de onderzoekers deze planten minder dag licht gaven, 8 uur in plaats van 18 uur, stopte planten waar miR172 minder actief in was later met groeien, terwijl planten waarin er meer miR172 aanwezig was juist eerder stopte met groeien. Dit suggereert dat miR172 inderdaad ook betrokken is bij het reguleren van de groei in de groeikernen.
Nu regelt miR172 de expressie van AP2-like genen waarvan er in populieren zes van zijn. Om de invloed van AP2-like genen op de activiteit van de groeikern te onderzoeken maakte de onderzoekers planten die meer of minder AP2-like eiwit hadden. Na het geven van minder dag licht stopte planten met meer AP2-like eiwit de groei eerder, terwijl de planten met minder AP2-like eiwit juist langer doorgroeide. Het tegenover gestelde, van het effect van miR172, en in lijn met wat er verwacht werd.
AP2-like bleek zowel in de groeikern als in de bladeren aanwezig. In de groeikern bleek AP2-like genen die nodig zijn voor een actieve groeikern te reguleren. Ook in bladeren reguleert AP2-like genexpressie. Inclusief dat van FT2. Is AP2-like aanwezig in het blad, dan maakt de plant FT2 aan, vervolgens reist FT2 naar de groeikern waar het samen met AP2-like de groei stimuleert.
Leeftijd beïnvloed hoeveelheid AP2-like
AP2-like is dus nodig voor de productie van FT2. Maar dit alles zegt nog niks over waarom FT2 afneemt wanneer de dagen korter worden. Een van de in eenjarige planten bekende regulatoren van de miR172/AP2 module is de module miR156/SPL. Samen zijn deze modulen verantwoordelijk voor het bijhouden van de leeftijd van de plant.
Ook in populieren bleek de module miR156/SPL de miR172/AP2-like module te reguleren. Waarbij SPL3/5 miR172 activeert, die op zijn beurt de expressie van AP2-like tegenhoud. Vervolgens houdt AP2-like de expressie van SPL3/5 tegen terwijl het de expressie van miR156 juist stimuleert, miR156 om de cirkel compleet te maken houdt op z’n beurt weer de expressie van SPL3/5 tegen. Maar belangrijker te midden van dit alles is om te onthouden dat naarmate de plant ouder wordt het ook de expressie van miR156 meer dempt, en het er niet op lijkt dat de miR156/SPL3/5 module zich tijdens kortere dagen anders gedraagt dan onder langere dagen. Er ontbreekt dus nog steeds een daglengte regulator van FT2 en of AP2-like.
Literatuur
J. Wang, X. Liao, Z. Wu, S. Sane, S. Han, Q. Chen, X. Shi, X. Dai, M. Klintenäs, O. Nilsson, & J. Ding, Genetic control of seasonal meristem arrest in trees, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (48) e2505641122, https://doi.org/10.1073/pnas.2505641122 (2025).
Plant en Zo 