De oude bladeren sterven om de jongen te beschermen
Overstromingen geven platen een stevige optater. Toch kunne planten, zolang de overstroming niet te lang duurt, deze met behulp van een aantal overlevingstechnieken overleven. Een daarvan is het afstoten van oude bladeren. Nu laten Nederlandse onderzoekers in een nieuwe studie zien wat er na de overstroming gebeurt.
Overstromingen zijn een schok voor planten. Opeens hebben ze zuurstoftekort en kunnen ze geen fotosynthese uitvoeren. Dit is het startsein voor een aantal verschillende processen. Zoals een rem op het gebruik van opgeslagen energie. Nu kan je denken dat nadat het water weer gezakt is dat er alleen maar goed nieuws is, maar eigenlijk betekend dit een nieuwe schok voor planten. Opeens komt er weer zuurstof binnen, en door de beschadigde wortels is er een water te kort, zelfs als de grond waarin de planten staan nog behoorlijk nat is.
Of een plant dit alles overleeft hangt van een aantal dingen af zoals die van de leeftijd van de plant. Oudere planten hebben de neiging om sneller het loodje te leggen dan jongen planten. Eenzelfde observatie geldt voor bladeren. Terwijl jonge bladeren zich herstellen, sterven de oudere bladeren nadat het water gezakt is. De onderzoekers wilde weten waarom.
Gedehydreerd
Het eerste wat de onderzoekers deden was uitvinden welke genen actief zijn tijdens en na de overstroming. Dit deden ze voor oude en jonge bladeren. Ze vonden dat alhoewel beide bladeren een overstromingsreactie activeerde, deze in oude bladeren sneller opgang kwam. Ook zagen ze dat in jonge bladeren de overstromingsgenen snel weer uitgingen nadat de overstroming over was. In oudere bladeren bleef de overstromingsgenen juist actief.
Een van de zichtbare verschillen in herstel tussen jonge en oude bladeren na een overstroming is dat het lijkt dat oudere bladeren eerder gedehydreerd zijn. Na dit bevestigd te hebben, was er de vraag hoe dit komt. Om water verlies te voorkomen reguleren planten de sluiting van hun huidmondjes met behulp van het hormoon ABA. Oudere bladeren vertoonde in tegenstelling tot de verwachting een goede activatie van de ABA-regulering. Ook was er geen verschil in de productie van ABA zelf. Maar in planten die ongevoelig waren voor ABA reageerde de jonge bladeren op een vergelijkbare wijze op dehydratie als de oude bladeren na een overstroming. Dit suggereert dat oude bladeren minder gevoelig zijn voor ABA, dit zorgt ervoor dat ze minder goed kunnen voorkomen dat hun huidmondjes sluiten bij droogte.
Foutief gevouwen eiwitten
Een ander ding dat de onderzoekers opviel was dat wanneer ze keken naar de genen die actief waren tijdens en na de overstroming was de activiteit van genen die reageren op een ophoping van foutief gevouwen eiwitten. Deze genen waren voornamelijk actief in jonge bladeren. Hierdoor verwachte de onderzoekers een grotere ophoping van foutief gevouwen eiwitten in jonge bladeren. Maar dat bleek niet het geval. Jonge en oude bladeren hadden ongeveer eenzelfde toename aan foutief gevouwen eiwitten. Maar, terwijl jonge bladeren processen in gang zette om dit op te lossen, deden oudere bladeren dit niet. Met als gevolg grotere schade in oude bladeren.
Dit duidt allemaal waarom oudere bladeren sneller doodgaan en geeft ook aanwijzingen geeft voor veredelaars om planten minder overstromingsgevoelig te maken. Toch is het denk ik ook belangrijk om een ander feit te onthouden. Het afsterven van die oude bladeren na een overstroming gebeurt op een gecontroleerde manier, vergelijkbaar met het afsterven van bladeren in de herfst. Dit geeft herstellende planten de mogelijkheid om voedingstoffen vrij te maken om jonge en ontwikkelende bladeren en wortels te ondersteunen. Iets wat de plant de tijd geeft om nieuwe gezonde bladeren te groeien en de fotosynthese weer op te starten.
Literatuur
Tom Rankenberg, Maria Angelica Sanclemente, Hongtao Zhang, Hendrika ACF Leeggangers, Omar Orozco-Granados, Muthanna Biddanda Devaiah, Janet Rong Chao, Hans van Veen, Frederica L Theodoulou, Rashmi Sasidharan, Distinct processes contributing to post-submergence recovery determine leaf age-specific flood resilience in Arabidopsis, Plant Physiology, 2026;, kiag317, https://doi.org/10.1093/plphys/kiag317
Plant en Zo 