Hoe licht planten helpt om te gaan met hoge temperaturen
Een goed ontwikkeld wortelsysteem helpt planten niet alleen om zich te verankeren in de grond, maar ook met het vinden van voedingsstoffen en water. Daarom helpt kennis over wat wortelgroei beïnvloed met het groeien van gezonde planten. Nu laat een nieuwe studie door een groep internationale onderzoekers zien dat de ontwikkeling van zijwortels afhankelijk is van zowel de licht intensiteit als de temperatuur.
Waar op een wortel zich een zijwortel ontwikkeld wordt bepaald door twee dingen. De eerste is de plaats van maximale ophoping van het plant hormoon auxine. Elke zes uur vormt er een in de elongatie zone van de wortel. Dit is de plek waar een toekomstige zijwortel zich mag ontwikkelen.
Op deze aangewezen plekken, ook wel voor-vertakkingsplekken genoemd, begint de ontwikkeling van zijwortels. Maar alleen als de auxine hoeveelheden op deze plekken hoog genoeg blijven. En een toename in temperatuur is een van de signalen waarvan eerder onderzoek heeft aangetoond dat die de auxine hoeveelheden doet afnemen. Wat weer resulteert in minder zijwortels.
Dus toen de onderzoekers zagen dat zandraket planten (Arabidopsis) die naar een warmere temperatuur waren verplaatst net zoveel zijwortels ontwikkelde als planten die niet waren verplaatst, wisten ze dat er meer aan de hand was.
Temperatuur heeft invloed op het ritme
Om dat uit te vinden volgde de onderzoekers nauwgezet de auxine hoeveelheden in de wortels met behulp van een receptor die oplicht in de aanwezigheid van auxine. Daarbij vindende dat in wortels van zandraket planten die bij 21°C groeide de auxine hoeveelheden een 24-uur ritme volgde. Maar dat in planten die naar 29°C verplaatst waren dit ritme verdween.
Maar omdat de onderzoekers de planten bleven monitoren zagen ze dat na ongeveer drie tot vijf dagen het signaal zich herstelde. Wat zorgde voor een doorstart in de ontwikkeling van zijwortels.
Nu was al dit onderzoek gedaan in een groei cabinet met veel licht. Daarom, was de volgende wat de onderzoekers zich afvroegen, of licht intensiteit van invloed is op dit alles. Door de experimenten bij lagere licht intensiteiten te herhalen zagen de onderzoekers dat het verdwijnen van het auxine signaal bij hoge temperaturen zich niet herstelde wanneer de licht intensiteit te laag was (ongeveer 10-30% lager dan de hoge licht intensiteit).
Moleculair mechanisme
Omdat planten groeiende met genoeg licht hun auxine ritme hervonden wanneer ze in een hogere temperatuur geplaatst worden, gingen de onderzoekers opzoek naar een eiwit die hiervoor verantwoordelijk kon zijn. Hierbij kwamen ze uit bij de auxine oxiderende enzymen DAO1 en DAO2. Deze enzymen halen in effect auxine uit de roulatie zodat het z’n werk niet langer kan doen. Dus de onderzoekers keken naar wat hoe DAO1 en DAO2 hoeveelheid veranderden. Hierbij vonden ze dat beide enzymen een 24-uurs ritme hebben. Maar ook dat bij hogere temperaturen er meer DAO1 en DAO2 is.
Maar het bleek dat alleen zandraket planten zonder DAO1 de ontwikkeling van zijwortels niet remde op het moment dat ze bij een hogere temperatuur groeide. Dit suggereert dat bij hogere temperaturen DAO1 voornamelijk verantwoordelijk is voor het verlies van het auxine ritme. Al is meer onderzoek nodig om uit te vinden hoe precies
Dus hoe wortel ontwikkeling wordt beïnvloed bij hogere temperaturen ligt niet alleen aan de temperatuur, maar is net zo goed afhankelijk van de bovengrondse licht intensiteit. Dit laat zien dat voor planten de context waarin een signaal wordt waargenomen ertoe doet. Daardoor kan het waarnemen van dezelfde temperatuur resulteren in een andere uitkomst als deze wordt waargenomen bij verschillende licht intensiteiten.
Literatuur
Ren C., Bodendorf J., Pěnčík A., González-Delgado A., Li S., Moreno-Risueno M.A., Wabnik K., Novak O., and Kleine-Vehn J. (2026). A systemic auxin state integrates light and temperature to gate lateral rooting in Arabidopsis. Molecular Plant doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.10.022
