Draaiende stengels en de goudenregel
De meeste planten oriënteren hun bladeren rondom hun stengel volgens het principe van de goudenregel. Wat neerkomt dat elk volgend blad op een hoek van ongeveer 137,5 graden staat van z’n voorganger. Op deze manier overlappen bladeren elkaar meestal niet en kan de plant optimaal gebruikmaken van binnenvallend zonlicht.
Verbazingwekkend genoeg weten onderzoekers niet hoe planten zich zo goed aan die goudenregel kunnen houden. Er zijn wel theorieën, zoals dat de hormoon distributie in de stengel een rol speelt, maar helemaal sluitend zijn die ook niet. Wat ook niet meehelpt is dat de goudenregel heel robuust is, er zijn geen mutanten die consequent van de goudenregel afwijken.
Dus waren de onderzoekers van het artikel ‘PLETHORAs shape Arabidopsis phyllotaxis through modulation of patterning robustness and accelerated inflorescence development’ heel blij met een mutant die dat wel bleek te doen. Deze mutant miste drie PLETHORA (3, 5, en 7) genen. Maar toen de onderzoekers dit plantje nog eens goed bestudeerde, onder net wat andere groeiomstandigheden, bleek de afwijking van de goudenregel niet zo sterk als eerst gedacht. Toch besloten de onderzoekers het verder uit te zoeken.
Hierbij vonden de onderzoekers dat de PLETHORA genen, die gen-aanzetters coderen, nodig zijn voor het activeren van genen die een rol spelen bij de productie en distributie van de hormonen auxine en cytokinin. Zo ver zo goed. Toch waren de onderzoekers nog niet helemaal tevreden.
Swingende stengels
Daarom gingen ze op zoek naar een plant die nog meer afwijkt van de goudenregel. Deze vonden de onderzoekers in een plant waarbij niet alleen de PLETHORA genen afwezig waren maar waarbij ook een auxine distributie eiwit niet werkte. Dit zo stellen de onderzoekers, suggereert dat de PLETHORA genen via auxine voor een bepaalde robuustheid in de groeikernen zorgen.
Daarnaast zagen de onderzoekers dat bij planten zonder de drie PLETHORA genen de lengte van de stengel tussen de bladeren langer was. Ook viel het op dat planten die die de drie PLETHORA genen misten in twee groepen opgedeeld konden worden wanneer ze de afwijken de hoek afzette tegen de stengellengte tussen de twee bladeren. Bij de ene groep, waarbij de hoek kleiner was, draaide de stengel met de klok mee. Terwijl bij de andere groep, waarbij de hoek groter was, de stengel tegen de klok in draaide.
Om zeker te weten dat langere afstand tussen de bladeren en het draaien van de stengel genoeg zijn om het afwijken van de goudenregel te verklaren stopte de onderzoekers dit allemaal in een model. Die bleek het fenotype goed te kunnen nabootsen. En vergrote de onderzoeker de draaiing of de lengte tussen de bladeren, dan week de hoek van de nagebootste bladeren meer af. De goudenregel is dus mogelijk door het draaien van planten stengels.
Literatuur
Kerstens, M., van der Klugt, F., Hofhuis, H., Scheres, B. and Willemsen, V. (2026), PLETHORAs shape Arabidopsis phyllotaxis through modulation of patterning robustness and accelerated inflorescence development. New Phytol, 249: 495-511. https://doi.org/10.1111/nph.70620
Plant en Zo 