Wetenschappers van het John Innes Center hebben het eerste gedetailleerde beeld onthuld van hoe strigolactonen – hormonen in planten – de wortelgroei vertragen. Deze hormonen spelen een cruciale rol in de manier waarop planten op licht reageren en zijn nodig voor symbiotische associaties met nuttige bodemschimmels, zoals mycorrhiza-schimmels, die planten helpen voedingsstoffen uit de bodem op te nemen.

De nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Communications, zou kunnen leiden tot nieuwe gewasvariëteiten die beter voedingsstoffen uit de bodem opnemen, wat de mondiale voedselzekerheid ten goede komt.

De wetenschappers, onder leiding van dr. Jonathan Hejatko, bestudeerden strigolactonen door rijstzaden in het hormoon te weken, wat de groei van hun primaire wortels vertraagde – de eerste wortels die uit het zaad tevoorschijn kwamen – en de groei van zijwortels op gang bracht. Om te begrijpen waarom dit gebeurde, kristalliseerde het team het DWARF14-enzym en bepaalde vervolgens de structuur ervan met behulp van een techniek die röntgenkristallografie wordt genoemd.

Het onderzoeksteam ontdekte dat DWARF14 samenwerkt met een ander enzym, MAX2 genaamd, om een ​​molecuul genaamd carlacton om te zetten in strigolacton. Strigolacton werkt in op het primaire wortelmeristeem – een gebied waar cellen zich voortdurend delen – om de productie van nieuwe cellen te remmen en zo de wortelgroei te vertragen.

Het werk laat ook zien hoe de overvloed aan strigolacton in planten verandert als reactie op verschillende omgevingsomstandigheden, zoals licht en beschikbaarheid van voedingsstoffen. Dit is vooral belangrijk voor planten omdat hun wortelsystemen zich moeten kunnen aanpassen aan veranderende omgevingen.

De bevindingen zijn een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de moleculaire basis van de werking van strigolacton, wat zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van gewasvariëteiten met verbeterde eigenschappen zoals een verbeterde opname van nutriënten en droogteresistentie.

“We hebben nu een gedetailleerd inzicht in hoe strigolactonen werken”, zegt dr. Hejatko. “Deze kennis zou kunnen worden gebruikt om nieuwe gewasvariëteiten te ontwikkelen die beter bestand zijn tegen droogte en een efficiëntere opname van voedingsstoffen hebben, wat de mondiale voedselzekerheid ten goede zou komen.”