Wetenschap - 1 januari 1970

Suikersplitser regelt plantengroei

De groei van stengels en wortels is eindelijk verklaard. Onderzoek van de leerstoelgroepen Plantenfysiologie en Erfelijkheidsleer aan de zandraket toonde aan dat het enzym invertase onmisbaar is voor de lengtegroei van wortels. Door de ontdekking zijn de investeringen van planten in wortels, knollen, bladeren en stengel beter te begrijpen en in de toekomst wellicht te sturen.

Het enzym invertase is al meer dan een eeuw bekend als splitser van het meervoudige suiker sucrose in de enkelvoudige suikers glucose en fructose. Maar het blijkt ook een hoofdrol te spelen in transport en verdeling van suikers in planten. ‘Het gaat te ver om te zeggen dat we nu de sleutel van plantaardige opbrengsten gevonden hebben, want het draait in een plant natuurlijk niet alleen om de verdeling van suikers. Aan de andere kant gaat de verdeling van de droge stof, en daarmee de opbrengst aan verschillende plantendelen, wel voornamelijk via suiker’, zegt dr. Dick Vreugdenhil van de leerstoelgroep Plantenfysiologie. Hij is mede-auteur van een artikel dat recent verscheen in het Amerikaanse wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en dat volgens hem vooral op het conto kan worden geschreven van de Russische ‘vaste’ gastmedewerkster van de leerstoelgroep dr. Lidiya Sergeeva.
Volgens Vreugdenhil bestond al langer het vermoeden dat het suikersplitsende enzym invertase ook betrokken is bij de suikerverdeling en groei van planten. ‘Er is vaak geprobeerd dit te bewijzen, onder andere door het enzym uit te schakelen in transgene planten. Maar omdat er meerdere enzymvarianten actief zijn is dat nooit goed gelukt’. Sergeeva en haar Wageningse collega’s kozen daarom voor een combinatie van klassieke technieken als weefselkleuringen en enzymbepalingen met kwantitatieve genetische analyse aan onder meer de wortelgroei van de modelplant Arabidopsis thaliana, de zandraket.
Hiermee werd de rol van het enzym in de lengtegroei van wortels onomstotelijk aangetoond. Het enzym zorgt waarschijnlijk voor een constante stroom van suikers via de bastvaten van de plant door in groeiende weefsels sucrose te splitsen in enkelvoudige suikers. Doordat dit gebeurt in de vacuole van de cel, zuigt die door osmose water aan en zal de cel zich strekken. In een aangepaste variant is het enzym waarschijnlijk ook betrokken bij de groei van de stengel. Vreugdenhil: ‘De ontdekking verklaart hoe stengels en wortels groeien, dankzij de suikers die door fotosynthese gemaakt zijn in de bladeren. Bij bloemen en vruchten is die rol waarschijnlijk weggelegd voor een ander suikersplitsend enzym, dat sucrose synthase ofwel susy wordt genoemd.’ / GvM