Sukrose signaliserer dannelsen av lysavhengig rotarkitektur

Posted On: mai 31, 2023

Registrere gratis å lytte til denne artikkelen

TAKK. Hør denne artikkelen ved å bruke spilleren over. ✖

Plantevekst styres av lys og tilføres energi gjennom fotosyntese av grønne blader. Det samme gjelder for røtter som vokser i mørket: de mottar produktene fra fotosyntesen, spesielt sukrose, det vil si sukker, via floemets sentrale transportveier. dr. Stefan Kircher og professor dr. Pierre Schopper fra Det biologiske fakultet ved Universitetet i Fribourg har nå vist i forsøk med modellanlegget Arabidopsis thaliana (thalebrannkarse) at sukrose ikke bare garanterer tilførsel av karbohydrater til røttene, men også fungerer som en signaltransmitter for dannelsen av en lysavhengig rotarkitektur. Den gjør dette på to måter: For det første styrer sukrosen direkte forlengelsen av primærroten.

Vil du ha flere siste nyheter?

Å abonnere på Teknologinettverk« daglige nyhetsbrev, som leverer siste vitenskapelige nyheter rett til innboksen din hver dag.

Abonner GRATIS

For det andre regulerer sukrosen som transporteres til rotspissen produksjonen av auxin, et plantehormon. Dette hormonet driver dannelseshastigheten av nye laterale røtter, som sammen med forlengelsen av primærroten synkroniseres av leddsignalsenderen. «Dette lar rotveksten tilpasse seg dagens bladfotosynteseytelse når lys og andre miljøforhold endres, for eksempel når de endres fra dag til natt,» sier Kircher.

Eksperimentelle bevis

For å demonstrere at sukrosen produsert ved fotosyntese er den avgjørende signalsenderen, plasserte Kircher og Schopfer plantene i et opplyst rom, men uten karbondioksid (CO)₂) i luften, noe som gjør fotosyntese umulig. Resultatet var at det ikke ble dannet siderøtter. Dette resultatet ble bekreftet av et annet eksperiment der de to biologene behandlet enten bladene eller røttene i mørket med en sukroseløsning. I begge tilnærmingene utviklet siderøtter seg på samme måte som lyseksponerte kontrollplanter. «Disse resultatene viser at produksjonen av sukrose i bladene er nødvendig for dannelsen av siderøtter. Og dette støtter hypotesen om at sukrose fungerer som en signaltransmitter for lysstimuli, sier Kircher.

Aktivering av auxinbiosyntese ved sukrosesignal

I tidligere studier hadde forskere allerede vist at auxinet som produseres i røttene fra aminosyren tryptofan driver utviklingen av nye siderøtter. Kircher og Schopfer har nå vist hvordan sukrose utløser denne prosessen. For å gjøre dette plasserte de plantene i et mørkt rom i to dager og utførte forskjellige eksperimenter for å finne ut deres innflytelse på lateral rotdannelse. Tilførselen av tryptofan til røttene samtidig med behandlingen av bladene med sukrose hadde størst effekt. Derimot hadde tryptofan liten effekt hvis den ble påført bladene eller uten sukrose på røttene. «Disse observasjonene bekrefter at sukrose produsert ved fotosyntese fungerer som en trigger for auxinsyntese,» sier Kircher.

Henvisning: Kircher S, Schopfer P. Fotosyntetisk sukrose driver den laterale rotklokken i Arabidopsis-frøplanter. Curr Biol. 2023. gjør: 10.1016/j.cub.2023.04.061

Denne artikkelen ble publisert på nytt fra følgende materialer. Merk: Materialet kan ha blitt redigert for lengde og innhold. For mer informasjon, vennligst kontakt den siterte kilden.