Licht gaat door plantenstengel naar de wortels

Plantkunde

Plantenwortels hebben lichtreceptoren waarmee ze licht kunnen zien dat via de stengel naar beneden komt. Dat licht beïnvloedt de groei.

Planten zien de zon met hun wortels. Daarover publiceert een groep onderzoekers deze week in Science Signaling. De stengels van de zandraket (een onooglijk, maar veelgebruikt testplantje) blijken een beetje als glasvezelkabels te fungeren. Licht dat er aan de bovenkant in gaat, komt uit bij de wortels.

De auteurs, een groep van voornamelijk Zuid-Koreaanse biologen en fysici, laten zien dat dat zonlicht lichtreceptoren in de wortel activeert, en zo invloed heeft op de groei van de wortels.

De vondst verklaart waarom er überhaupt lichtreceptoren zitten in de wortels van planten. „Het gangbare idee was dat de wortels daarmee de weg naar de bodem zouden terugvinden, als ze bovengronds komen”, zegt mede-auteur Ian Baldwin, die bij het Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Duitsland werkt.

De biologen, die experimenten deden aan de nationale universiteit van Seoul in Zuid-Korea, concluderen dat de wortelcellen wel degelijk zélf reageren op licht als ze ondergronds zijn, en dat de wortels er beter van gaan groeien.

Baldwin zegt dat hij en zijn collega’s het effect kortgeleden ook in veldproeven met tabaksplanten hebben aangetoond. „Daar laten we zien dat het licht in de wortels ook effect heeft op de bovengrondse plant.”

„Er komt maar een heel, heel klein beetje licht door de stengel heen”, voegt hij toe. „Maar het is genoeg voor een wortel die helemaal in het donker groeit.”

Dat zonlicht de groei van wortels stimuleert, was al wel bekend. Maar dat gaat met een chemisch signaal: de bovengrondse delen vangen licht op, en zenden als reactie het signaaleiwit HY5 naar beneden. Daarvan gaan de wortels beter groeien.

De Koreaanse biologen bewezen dat ook de wortels zelf op licht reageren. Ze maakten genetisch gemanipuleerde planten die óf een lichtreceptor, óf het gen voor HY5 misten. Vervolgens werden die planten bij de grond in tweeën geknipt, en geënt op of onder normale planten. Zo kun je bijvoorbeeld een plant maken die bovengronds wel de lichtreceptor ‘phytochroom-B’ kan maken, en ondergronds niet.

In het populair-wetenschappelijk blad New Scientist reageerde de Australische plantenfysioloog Mike Haydon dat het inderdaad logisch is dat plantenwortels zelf, en dus onmiddellijk, op licht kunnen reageren. Maar hij verbaasde zich erover dat het toch twee uur duurde voor de wortelcellen op licht aansloegen. Dat is lang voor een direct effect. „Klopt”, zegt Baldwin. „Dat kunnen we ook niet goed verklaren.”