UvA-biologen ontdekken belangrijke regulator van haarvorming bij tomatenplanten

6 december 2018

Tomatenplanten beschermen zichzelf tegen vraat door insecten met behulp van minuscule haartjes. Een team biologen van de Universiteit van Amsterdam, onder leiding van Rob Schuurink, heeft ontdekt dat een eiwit genaamd MYC1 essentieel is voor de vorming van deze haartjes. Bovendien speelt het eiwit een rol bij de productie van anti-vraatstoffen in die haartjes. Deze bevindingen zijn gepubliceerd in The Plant Cell.

Wie wel eens goed naar de bladeren of stengel van een plant heeft gekeken, is het vast opgevallen dat hier vaak kleine haartjes op zitten. Deze haartjes – officieel heten ze trichomen – beschermen de plant tegen vraatzuchtige insecten. Op twee manieren: ze vormen een fysieke barrière, en sommige haartjes produceren ook anti-vraatstoffen die schadelijk zijn voor insecten of vijanden van de insecten aantrekken.

Tomaten horen bij de planten die zulke anti-vraatstoffen producerende haartjes hebben. En omdat de tomaat wereldwijd een heel belangrijk gewas is, willen biologen graag meer weten over hoe deze plant haar afweer regelt.

Betrokken eiwit

Onderzoekers onder leiding van dr. ir. Rob Schuurink van het Swammerdam Institute for Life Sciences van de Universiteit van Amsterdam zijn geïnteresseerd in een eiwit genaamd MYC1. Zij vermoedden dat dit eiwit een belangrijke rol speelt bij de vorming van een specifiek type afweerhaartjes, genaamd type VI glandulaire trichomen. Dus besloten ze dit te testen door tomatenplanten te kweken die het eiwit niet maken, of in lagere concentraties ervan. Ze werkten hierbij samen met zaadveredelaar Rijk Zwaan.

Een microscopische opname van de haartjes (trichomen) op een tomatenplant.

De haartjes op een tomatenplant, in beeld gebracht met een electronenmicroscoop. De bolle structuren op de top van sommige haartjes zijn de klieren die anti-vraatstoffen produceren. Foto: UvA

Geen haartjes

Het vermoeden van Schuurink en zijn collega’s bleek juist: tomatenplanten zonder MYC1 zijn niet in staat om haartjes te maken van het type waar de biologen in geïnteresseerd waren. Het eiwit is dus essentieel voor de vorming van deze haartjes. Als het eiwit wel aanwezig was in de plant, maar in lagere concentraties dan normaal, werden de haartjes kleiner. Bovendien produceerden ze dan op de bladeren minder anti-vraatstoffen. Opvallend genoeg produceerden dezelfde kleine haartjes op de stengel van de planten juist sommige anti-vraatstoffen weer meer dan normaal.

Dubbele rol

'We hebben hiermee laten zien dat het eiwit MYC1 belangrijk is voor dit type afweer van tomatenplanten, en een dubbele rol heeft,’, zegt Schuurink. ‘Het eiwit is essentieel voor de aanmaak van dit type trichomen, én het reguleert de hoeveelheid anti-vraatstoffen die de haartjes vervolgens produceren.’

Betere afweer

De volgende stap is om te kijken of het omgekeerde ook werkt. Schuurink: ‘Waar we nu in geïnteresseerd zijn, is of het verhogen van de concentratie MYC1 ervoor zorgt dat de plant meer trichomen en meer anti-vraatstoffen zal produceren. Waardoor de plant dus beter beschermd is tegen schadelijke insecten.’   

Publicatie

Gepubliceerd door  Faculteit Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica