Planten reageren met steroïde hormonen op hittestress

Het is misschien moeilijk te onthouden in de winter, maar in juli 2021 was de warmste maand ooit gedocumenteerd. Veel Zuid-Europese landen zagen temperaturen boven de 45 graden Celsius, waaronder een recordtemperatuur van 48,8 graden Celsius aan de oostkust van Sicilië in Italië.

De afgelopen decennia zijn er wereldwijd steeds meer hittegolven met recordhoogtes geweest. Dit wordt gezien als een gevolg van klimaatverandering. 'Hittestress kan planten in hun natuurlijke habitat negatief beïnvloeden en ecosystemen destabiliseren, terwijl het ook de oogsten drastisch vermindert, waardoor onze voedselzekerheid in gevaar komt', zegt Brigitte Poppenberger, TUM-hoogleraar biotechnologie van tuinbouwgewassen.

Hitteschokreactie

Om korte perioden van hittestress te overleven, activeren planten een moleculaire route die de hitteschokreactie wordt genoemd. Deze hitteschokreactie beschermt cellen tegen schade veroorzaakt door stress, die eiwitten beschadigt. Dergelijke stress wordt niet alleen veroorzaakt door hitte, maar kan ook het gevolg zijn van blootstelling aan bepaalde gifstoffen, uv-licht of het zoutgehalte van de bodem.

De hitteschokreactie beschermt cellen op verschillende manieren, waaronder de productie van hitteschokeiwitten. Het gaat vooral om de hormonen brassinosteroïden die de groei en ontwikkeling van planten reguleren. Naast de groeibevorderende eigenschappen hebben brassinosteroïden nog andere interessante eigenschappen, waaronder hun vermogen om de hittestressweerstand van planten te verhogen.

Beschermend vermogen

Onderzoekers van TUM hebben onlangs ontdekt dat dit bijdraagt aan het beschermende vermogen van planten. 'Deze resultaten zijn niet alleen interessant voor biologen, die proberen ons begrip van de hitteschokreactie uit te breiden, maar hebben ook potentieel voor praktische toepassing in de land- en tuinbouw', zegt Poppenberger.

Er zijn biostimulanten met brassinosteroïden beschikbaar. Deze kunnen worden getest op hun vermogen om de weerstand tegen hittestress in planten te verhogen. Dergelijke stoffen zijn natuurlijke producten die zijn goedgekeurd voor biologische landbouw en dus zonder problemen zijn te gebruiken. Hiermee kunnen rassen ontstaan die beter bestand zijn tegen hittestress en zo een stabielere opbrengst geven bij toekomstige hittegolven.