Hoogte van gewas wordt in te programmeren

De hoogte van een plant en de diepte van beworteling worden gestuurd door de stamcellen van de plant. De onderzoekers hebben nu in beeld hoe de plant stamcellen op één plek kan stimuleren. Daardoor wordt het in de toekomst mogelijk om de architectuur van de plant aan te passen.

Hoogleraar ontwikkelingsbiologie Ben Scheres van Wageningen University & Research heeft onderzoek gedaan naar de manier waarop planten hun stamcellen programmeren in zaadjes en herprogrammeren in de zijwortels. Hij heeft zich gericht op de plant Arabidopsis, beter bekend als de zandraket.

Twee systemen

Scheres concludeert dat in de plantenwortel twee verschillende systemen samenwerken om nauwkeurig te bepalen waar die stamcellen zich moeten bevinden.

Beide systemen zijn flexibel: één systeem reageert continu op de hoeveelheid van het plantenhormoon auxine, dat steeds verandert. Het tweede systeem reageert op de veranderlijke beweging van een eiwit.

Samenkomen

De plant programmeert de stamcellen exact daar waar de twee systemen samenkomen, bijvoorbeeld in wortelpuntjes, pas gevormde zijwortels en tijdens regeneratie (herstel) van beschadigde wortels.

'Deze kennis zal ons uiteindelijk helpen om de architectuur van de plant aan te kunnen passen en dat levert allerlei toepassingen op die we kunnen gebruiken in de land- en tuinbouw', stelt de ontwikkelingsbioloog.

Stamcellen in wortelpuntjes

De nieuwe kennis van groei en ontwikkeling komt van pas om gewassen te ontwikkelen met een hogere opbrengst en productie. 'Als je een wortelpuntje afsnijdt, kun je de stamcellen onder de microscoop zien zitten. Met het nieuwe onderzoek begrijp je beter hoe nieuwe stamcellen worden geprogrammeerd', zegt Scheres.

De kennis die met dit onderzoek is opgedaan, helpt om regeneratie van planten uit delende cellen – een belangrijk proces in de tuinbouw – precies te sturen door de genen te sturen. De volgende stap voor het onderzoeksteam is het daadwerkelijk aanpassen van de architectuur van een gewas.

Ideeën

'Hiervoor hebben we een aantal ideeën. In de toekomst kunnen we aan de tekentafel wellicht zeggen: 'Zo kunnen we meer en dikkere wortels maken' of 'Zo kunnen we alle bladeren op een rij zetten'.'