Mangaan (Mn) is een essentiële micronutriënt voor planten en betrokken bij verschillende fysiologische processen zoals fotosynthese, ademhaling en verdedigingsmechanismen tegen omgevingsstress. Om deze rollen te vervullen moet mangaan efficiënt vanuit de grond, via de wortels, naar verschillende plantenweefsels en organellen worden getransporteerd. Hier is een overzicht van hoe mangaan in planten terechtkomt waar het moet zijn:

1. Opname uit de bodem:

- Mangaan wordt voornamelijk door plantenwortels uit de bodemoplossing opgenomen.

- Wortelharen, gespecialiseerde epidermale cellen, spelen een cruciale rol bij de opname van mangaan.

- Mangaanionen (Mn2+) komen de wortels binnen via specifieke transporteiwitten die zich op de wortelcelmembranen bevinden.

2. Transport naar de Xylem:

- Eenmaal in de wortelcellen wordt mangaan naar de xyleemvaten getransporteerd, die verantwoordelijk zijn voor het transport van water en mineralen door de plant.

- De beweging van mangaan naar het xyleem wordt vergemakkelijkt door verschillende transportmechanismen, waaronder ionenuitwisseling, chelatie en actief transport.

3. Transpiratie en worteldruk:

- Transpiratie, het proces van waterverlies door de bladeren, creëert een negatieve waterpotentiaalgradiënt die helpt water en opgeloste voedingsstoffen, waaronder mangaan, omhoog te trekken in de stengel.

- Worteldruk, gegenereerd door het actieve transport van ionen naar de wortels, draagt ​​ook bij aan de beweging van mangaan naar boven in de plant.

4. Verspreiding naar bladeren en andere weefsels:

- Terwijl het xyleemsap dat mangaan bevat de bladeren bereikt, wordt het in de bladcellen gelost via gespecialiseerde structuren die hydathoden en huidmondjes worden genoemd.

- Binnen de bladeren wordt mangaan verder gedistribueerd naar verschillende celtypen en organellen waar het nodig is.

- Floëemtransport speelt ook een rol bij de herverdeling van mangaan van oudere weefsels naar jongere weefsels, indien nodig.

5. Intracellulaire compartimentering:

- Eenmaal in de plantencellen wordt mangaan gecompartimenteerd in specifieke organellen, zoals chloroplasten en mitochondriën, waar het deelneemt aan verschillende metabolische processen.

- Chloroplastenvelop en mitochondriale membranen bevatten specifieke transporteiwitten die de beweging van mangaan naar deze organellen reguleren.

6. Regulatie van mangaanhomeostase:

- Planten beschikken over verschillende mechanismen om de mangaanhomeostase te behouden en toxiciteit te voorkomen.

- Mangaantransporters en chelatoren helpen de opname, translocatie en opslag van mangaan in de plant te beheersen.

- Overtollig mangaan kan worden opgeslagen in vacuolen of worden gecomplexeerd met organische zuren om de toxische effecten ervan te verminderen.

Het begrijpen van de mechanismen van mangaantransport in planten is cruciaal voor het optimaliseren van de plantenvoeding, het voorkomen van tekorten aan voedingsstoffen of toxiciteiten, en het verbeteren van de gewasopbrengsten. Door een efficiënte beschikbaarheid van mangaan te garanderen, kunnen planten essentiële fysiologische processen uitvoeren en onder verschillende omgevingsomstandigheden gedijen.