Bloei is een cruciale ontwikkelingstransitie bij planten die wordt gereguleerd door verschillende omgevingsfactoren, waaronder temperatuur en licht. Epigenetische modificaties, zoals DNA-methylatie, spelen een belangrijke rol bij het beheersen van genexpressie en zijn betrokken bij de regulering van de bloeitijd. DNA-methylatie verwijst naar de toevoeging van een methylgroep aan de cytosinebase van een DNA-sequentie, wat vaak resulteert in genuitschakeling.

Vernalisatie en DNA-methylatie

Vernalisatie is een proces waarbij planten gedurende een bepaalde tijd aan lage temperaturen worden blootgesteld om de bloei te induceren. Verschillende onderzoeken hebben gesuggereerd dat DNA-methylatie betrokken is bij door vernalisatie gemedieerde bloei. In de modelplant Arabidopsis thaliana leidt vernalisatie bijvoorbeeld tot DNA-demethylering op de FLOWERING LOCUS C (FLC)-locus, een belangrijke repressor van de bloei. Deze demethylering maakt de expressie van FLC mogelijk, waardoor de overgang naar de bloei wordt bevorderd.

Fotoperiode en DNA-methylatie

Fotoperiode, of de duur van dag en nacht, is een andere kritische factor die de bloeitijd van veel planten beïnvloedt. DNA-methylatie is ook in verband gebracht met de fotoperioderegulatie van de bloei. In Arabidopsis wordt de expressie van het gen CONSTANS (CO), dat een centrale rol speelt bij de fotoperiodieke bloei, gereguleerd door DNA-methylatie. Onder lange dagen wordt de DNA-methylatie op de CO-locus verminderd, wat leidt tot een verhoogde CO-expressie en het begin van de bloei.

Conclusie

De rol van DNA-methylatie bij vernalisatie en fotoperiode-routes benadrukt het belang van epigenetische modificaties bij de regulatie van de bloeitijd. Verder onderzoek is nodig om de mechanismen en doelen van DNA-methylatie bij vernalisatie- en fotoperiodereacties volledig te begrijpen, wat zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe strategieën voor het manipuleren van de bloeitijd in landbouwgewassen om de landbouwproductiviteit en de veerkracht tegen veranderende omgevingsomstandigheden te verbeteren.