PLANT MET DEFECT IN SOS3-GEN KWIJNT WEG OP EEN ZOUTE BODEM

In zoute bodems groeien gewassen slecht. Vooral aan de kust en in droge, hete gebieden, is te veel zout vaak oorzaak van verminderde opbrengst. Uit zoute bodems neemt de plant gemakkelijk te veel natrium op, ten koste van de belangrijke voedingsstof kalium. Omdat een overmaat natrium ook bepaalde enzymen verstoort, is het voor een plant essentieel om wel kalium op te kunnen nemen, maar tegelijkertijd natrium buiten de deur te houden.

Al langer vermoeden plantenfysiologen dat calcium een belangrijke rol speelt bij het selectief opnemen van kalium. Maar hoe calcium die regulerende taak in de plantencellen op zich neemt, was nog onbekend. Amerikaanse onderzoekers van de Universiteit van Arizona hebben nu in de modelplant zandraket (Arabidopsis thaliana) een gen gevonden dat cruciaal is voor zouttolerantie van planten, en dat inderdaad is betrokken bij calciumbinding (Science, 19 juni). Zandraketten bij wie dit zogeheten sos3-gen defect is, weten in zoute bodems niet voldoende voorrang te geven aan kalium boven natrium, en kwijnen weg.

Het eiwit waar dit sos3-gen voor codeert lijkt sterk op calcineurine, het calciumbindend eiwit dat in dieren belangrijk is voor onder meer de activatie van immuuncellen, de overdracht van neurotransmitters en het handhaven van de juiste natrium-concentratie. In gisten komt ook een calcineurin-achtig eiwit voor, en ook daar leidt gebrek eraan tot overgevoeligheid voor natrium.

Waarschijnlijk reageert het planteneiwit SOS3 op dezelfde manier als calcineurin, op een verhoogd calciumgehalte in de cellen. De concentratie calcium stijgt, wanneer de bodem zouter wordt. De onderzoekers vermoeden dat het SOS3-eiwit aan dit extra calcium bindt, waarna het eiwit andere enzymen, zogeheten fosfatases en kinases, activeert. Deze fosfatases en kinases geven op hun beurt de transporteiwitten de energie om natrium tegen te houden.

Ook op droogte reageert een plant met extra calcium in zijn cellen. Maar een defect sos-gen maakt de zandraket wonderlijk genoeg niet gevoeliger voor droogte. Hoe een plant zout-stress en droogte-stress onderscheidt, is een van de dingen die nog onderzocht moeten worden voor het verkrijgen van stress-resistentere planten.

    • Marianne Heselmans