Planten gebruiken een gespecialiseerd eiwit om het begin van de herfst te detecteren door de condensatie waar te nemen die zich op hun bladeren vormt als de temperatuur daalt, blijkt uit een nieuwe studie van wetenschappers van het RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) en de Universiteit van Tokio.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology, bieden nieuwe inzichten in hoe planten reageren op veranderende omgevingsomstandigheden en kunnen implicaties hebben voor de landbouw, maar ook voor het begrijpen van de effecten van klimaatverandering op de plantenbiologie.

"We hebben een eiwit geïdentificeerd dat planten in staat stelt condensatie waar te nemen, wat een sleutelfactor is in de regulatie van plantengroei en -ontwikkeling", zegt Motomu Uemura, directeur van de RIKEN CSRS-groep, die het onderzoek leidde. "Deze ontdekking is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van de sensorische biologie van planten."

Planten gebruiken verschillende sensorische mechanismen om veranderingen in hun omgeving te detecteren, zoals licht, temperatuur en vochtigheid. Deze signalen worden vervolgens gebruikt om verschillende fysiologische en ontwikkelingsprocessen te reguleren, zoals het ontkiemen van zaden, de bloei en het rijpen van fruit.

Het is bekend dat planten reageren op temperatuurveranderingen in de herfst door de kleur van hun bladeren te veranderen, een proces dat bladveroudering wordt genoemd. Het exacte mechanisme waarmee planten het begin van de herfst waarnemen, is echter nog niet volledig begrepen.

In hun onderzoek concentreerden de onderzoekers van RIKEN en de Universiteit van Tokio zich op een eiwit genaamd CASPARIAN STRIP MEMBRAAN DOMAIN PROTEIN 1 (CASP1). Dit eiwit bevindt zich in het plasmamembraan van plantencellen, de buitengrens van de cel.

De onderzoekers ontdekten dat CASP1 betrokken is bij de vorming van condensatiedruppeltjes op plantenbladeren. Wanneer de temperatuur daalt, vormt CASP1 clusters in het plasmamembraan, die fungeren als kiemplaatsen waar waterdamp kan condenseren. Deze condensatie veroorzaakt vervolgens een signaalroute die leidt tot de productie van ethyleen, een plantenhormoon dat betrokken is bij bladveroudering.

"Onze bevindingen bieden een moleculair mechanisme voor hoe planten het begin van de herfst waarnemen", zegt Uemura. "Deze ontdekking zou gevolgen kunnen hebben voor de landbouw, omdat het zou kunnen leiden tot nieuwe manieren om de groei en ontwikkeling van planten te controleren. Bovendien zou het ons ook kunnen helpen begrijpen hoe planten reageren op klimaatverandering, omdat veranderingen in temperatuur en vochtigheid hun vermogen om te groeien kunnen beïnvloeden." voel de veranderende seizoenen."