Wetenschappers hebben een eiwit ontdekt dat als poortwachter in planten fungeert en het openen en sluiten van hun huidmondjes regelt:kleine poriën op de bladeren die gasuitwisseling mogelijk maken. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Plants, werpen licht op hoe planten hun waterverlies en kooldioxideopname reguleren, wat essentiële processen zijn voor fotosynthese en plantengroei.

Huidmondjes zijn kleine poriën die op de bladeren van planten voorkomen en die verantwoordelijk zijn voor het reguleren van de uitwisseling van gassen, zoals kooldioxide en waterdamp. Wanneer de huidmondjes open staan, komt kooldioxide de plant binnen en komt er waterdamp vrij. Wanneer de huidmondjes echter gesloten zijn, wordt het waterverlies verminderd, maar wordt ook de opname van kooldioxide beperkt.

Het onderzoeksteam, geleid door wetenschappers van de Universiteit van Cambridge en het John Innes Centre, identificeerde een eiwit genaamd SUPPRESSOR OF KT1 (SKT1) dat een cruciale rol speelt bij het controleren van het openen en sluiten van huidmondjes. SKT1 maakt deel uit van een familie van eiwitten die bekend staan ​​als receptorachtige kinasen (RLK's), die betrokken zijn bij verschillende signaalroutes in planten.

Met behulp van een combinatie van genetische, biochemische en beeldvormende technieken toonden de onderzoekers aan dat SKT1 fungeert als een negatieve regulator van de stomatale opening. Wanneer SKT1 aanwezig is, blijven de huidmondjes gesloten, waardoor waterverlies wordt voorkomen. Wanneer SKT1 echter wordt verwijderd of geremd, gaan de huidmondjes open, waardoor gasuitwisseling mogelijk is.

De onderzoekers ontdekten ook dat SKT1 interageert met een ander eiwit genaamd KAT1, waarvan bekend is dat het betrokken is bij stomatale beweging. Deze interactie suggereert dat SKT1 en KAT1 samenwerken om de stomatale functie te reguleren.

“Onze studie onthult de rol van SKT1 bij het controleren van de stomatale beweging en geeft inzicht in de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de stomatale regulatie”, zegt dr. Eleni Vatsiou, een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Cambridge en hoofdauteur van het onderzoek. “Begrijpen hoe planten het huidmondjesgedrag controleren is van cruciaal belang voor het verbeteren van de gewasprestaties, vooral in het licht van de toenemende waterschaarste en klimaatverandering.”

De ontdekking van SKT1 als een belangrijke regulator van de stomatale beweging opent nieuwe wegen voor onderzoek naar de efficiëntie van het plantenwatergebruik en de assimilatie van kooldioxide. Verdere studies zijn nodig om het potentieel van het manipuleren van SKT1 en gerelateerde eiwitten te onderzoeken om de prestaties en veerkracht van planten in veranderende omgevingsomstandigheden te verbeteren.