Sluitcellen van planten reageren op omgevingssignalen om waterbeheer te optimaliseren

AmsterdamSluitcellen in planten zijn gespecialiseerde cellen die helpen bij het reguleren van het watergebruik van de plant. Ze beheren dit door de opening en sluiting van de stomata te controleren, kleine openingen op het bladoppervlak. Deze controle is essentieel om het juiste evenwicht te bewaren tussen water vasthouden en koolstofdioxide opnemen, beide cruciaal voor fotosynthese.

Wetenschappers van de Julius-Maximilians-Universität Würzburg hebben nieuwe inzichten verkregen over de werking van sluitcellen. Deze cellen maken gebruik van SLAC/SLAH-type anionkanalen om op calcium signalen te reageren. Deze signalen worden geactiveerd door veranderingen in de omgeving, veroorzaakt door diverse belangrijke prikkels.

• Waterschaarste
• Beschikbaarheid van licht
• Bodemverzouting
• Aanvallen door ziekteverwekkers

Deze cellen verwerken calciumtransiënten, die op een alles-of-niets-manier werken om de opening en sluiting van stomata te beheren. Experimenten met verschillende lichtpulsduur lieten zien dat de calciumtransiënten consistent bleven, wat wijst op een geavanceerd intern mechanisme dat deze signalen versterkt. Het blokkeren van de calciumintrede stopt de reactie van het systeem, wat de cruciale rol van deze signalen aantoont.

Lees ook:

Vandaag · 17:38

Hoe wormen kiezen tussen parings- en hongerherinneringen: inzichten voor menselijk hersenonderzoek

Wachterscellen zijn in staat tot zes calciumsignalen te herkennen, waardoor ze hun functies kunnen vervullen. Uit onderzoeken blijkt dat de stomata vaker sluiten naarmate ze meer signalen ontvangen en volledig sluiten na 12 signalen. Deze telvaardigheid is een nauwkeurig proces dat planten helpt in balans te blijven.

Onderzoekers proberen te begrijpen hoe deze systemen werken, maar er zijn nog veel onbeantwoorde vragen. Ze willen bijvoorbeeld weten welke onderdelen van het proces afhangen van de frequentie waarmee iets gebeurt, omdat dit mogelijk beter inzicht kan geven in het gedrag van planten. Daarnaast kan het bestuderen van hoe sluitcellen deze signalen interpreteren leiden tot nieuwe ideeën voor het verbeteren van de landbouw.

Inzicht in dit signaalpad kan helpen bij het ontwikkelen van gewassen die beter bestand zijn tegen stressfactoren zoals droogte en zoute bodems. Het kan ook bijdragen aan het genetisch modificeren van planten voor efficiënter waterverbruik, wat helpt bij het aanpakken van problemen door klimaatverandering. De manier waarop calciumsignalen in sluitcellen functioneren, toont de complexiteit van plantenleven en moedigt verder onderzoek in de plantbiologie aan.