Drie Amerikaanse onderzoekers ontvingen begin oktober de Nobelprijs voor Geneeskunde voor de ontrafeling van het mechanisme van de biologische klok. Dat gebeurde bij fruitvliegjes, maar de inzichten zijn vertaalbaar naar andere organismen. Sterker nog, ze spelen een rol bij een lopend project om potplanten op alternatieve manieren te remmen en mogelijk hun weerbaarheid te verhogen.
De biologische klok zorgt ervoor dat processen in een bepaalde volgorde plaatsvinden en afgestemd worden op het natuurlijke dag-nacht ritme. De klok is geen simpel mechaniekje, maar een complex geheel waarbinnen de activiteit van genen en regeleiwitten op elkaar moet worden afgestemd om tot een ritme van 24 uur te komen. Dit complex van klokgenen stuurt vervolgens weer andere genen aan. “De onderzoekers Hall, Rosbach en Young hebben als eerste een gen gevonden dat onderdeel is van de klok plus feedback en -vertragingsmechanismen voor dit gen”, vertelt Sander van der Krol, associate professor bij het Laboratorium voor Plantenfysiologie, onderdeel van Wageningen University & Research. “Zulke vertragingen zijn belangrijk om bij een ritme van 24 uur uit te komen. De structuur van de biologische klok bij planten is uiteindelijk vergelijkbaar met die in fruitvliegjes. Wij bestuderen welke rol de klok heeft bij groei van planten In augustus 2015 publiceerde Onder Glas daar al een artikel over.”
Potplanten remmen
Door het ritme van de klok te verstoren, kan de groei van planten worden beïnvloed. In een TTI-project met 35 tuinbouwbedrijven is ontrafeld hoe –DIF bij potplanten werkt. –DIF staat voor een behandeling waarbij de nachttemperatuur hoger is dan de dagtemperatuur. Daarvan raakt de plant in de war, omdat het normaal ’s nachts kouder is. De afwijkende warmte- en lichtsignalen bij –DIF zorgen ervoor dat de klokgenen anders gaan lopen waardoor afstemming van de activiteit van groeigenen niet meer optimaal is. Dit leidt tot een geremde groei, dus een compacte potplant zonder de inzet van remstoffen.
Van der Krol: “In het eerste project hebben we aangetoond hoe dit op de biologische klok ingrijpt. Nu loopt een tweede project (onder de vlag van STW) waarbij we lichtbehandelingen inzetten om het effect van –DIF te versterken. Het is de bedoeling om tot concrete nieuwe teeltprotocollen te komen.”
Tijdelijk verhogen weerbaarheid
Behalve de beïnvloeding van de strekking levert het onderzoek nog meer inzichten op. “We hebben geleerd hoe we de klok kunnen manipuleren. Die inzichten kunnen we tevens gebruiken op het gebied van plantweerbaarheid. Ook op dat gebied speelt de biologische klok namelijk een belangrijke rol. Via de klok kiest de plant tussen groei en afweer tegen ziekten. Met licht- en temperatuurbehandelingen kunnen we wellicht tijdelijk de weerbaarheid verhogen. Als de belagers zijn verdwenen, kan het gewas dan weer normaal doorgroeien”, vertelt hij.
Tekst: Tijs Kierkels.
