Nieuws
Wetenschappers ontdekken nieuw onderdeel in 's werelds best bestudeerde plant
Wageningse onderzoekers hebben een nieuw onderdeel ontdekt in de plant zandraket: een vliesje dat het embryo in het zaad omhult. Bijzonder, omdat plantwetenschappers deze specifieke plant een halve eeuw bestuderen zonder dit vliesje op te merken. Kennis over het nieuw ontdekte onderdeel helpt zaad- en veredelingsbedrijven mogelijk om hun zaden en planten gezond te houden.
Wetenschappers van de biochemiegroep van Dolf Weijers en de mechanobiologiegroep van Joris Sprakel publiceerden hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Development. Wat de rol van het nieuw ontdekte onderdeel precies is, weten de onderzoekers nog niet. Ze vermoeden dat die zogenoemde embryonale envelop fungeert als een soort dwangbuis die het embryo in de juiste vorm houdt.
In het zaad wordt het embryo omgeven door een stevige voedingslaag die tegen het embryo drukt. Maar in de eerste dagen na bevruchting is die voeding nog niet rijp, waardoor het embryo meer ruimte heeft. “Dan zou het vliesje er weleens voor kunnen zorgen dat het embryo de juiste vorm behoudt, zodat de cellen niet ongelimiteerd groeien en gaan uitpuilen”, aldus de Weijers en Sprakel.
Onzichtbare kracht
Best indrukwekkend, want het vliesje zelf is extreem dun. Dat verklaart meteen waarom plantonderzoekers die embryonale envelop vijftig jaar lang over het hoofd zagen. Ook onderzoekers Yosapol Harnvanichvech en Cecilia Borassi, de ontdekkers van de embryonale envelop, hadden oorspronkelijk niet door waar ze mee te maken hadden. “Het was een toevallige ontdekking”, vertelt Harnvanichvech. Hij probeerde de zestien cellen van een plantenembryo van elkaar los te peuteren, maar ontdekte dat een onzichtbare kracht de cellen bijeen hield. Pas toen de onderzoekers onder een microscoop keken om te begrijpen waarom de cellen niet loslieten, zagen ze het vliesje rondom het embryo.
“Toen wisten we waar we naar moesten zoeken”, vertelt Borassi enthousiast. De plantwetenschappers scanden detailopnames van plantenembryo’s die collega’s jaren geleden met de electronenmicroscoop hadden genomen. “Het is typisch zo’n onderdeel dat je pas opmerkt wanneer je weet dat het er zit.” Toen de Wageningse onderzoekers wetenschappelijke publicaties bekeken, ontdekten ze op foto’s van embryo’s in tabaksplanten soortgelijke vliesjes. Weijers en Sprakel zijn ervan overtuigd dat datzelfde onderdeel in veel meer, zo niet alle planten, voorkomt.
Incalculeren in zaadproductie
Dat laatste is belangrijk voor zaad- en veredelingsbedrijven. Voor goede kwaliteit gewassen moeten de zaden gezond zijn en het embryo erin goed groeien. En de huidige hypothese stelt juist dat het vliesje daar een belangrijke rol in speelt. “Als je niet weet dat zo’n embryonaal vliesje bestaat, kun je er ook geen rekening mee houden”, aldus Weijers. Een beschadigde, misvormde of zelfs ontbrekend vliesje zou grote gevolgen kunnen hebben voor de groei en ontwikkeling van de babyplant.
Om te achterhalen wat die gevolgen precies zijn, moeten wetenschappers het vliesje in het lab manipuleren of verwijderen. Dat blijkt nog een flinke uitdaging. Het embryonale vliesje bestaat uit vetten en eiwitten die via dwarsverbindingen aan elkaar bevestigd zijn. Daardoor is het geheel elastisch, enorm sterk en moeilijk af te breken met chemicaliën. “We hebben het eindeloos geprobeerd, maar we zijn er nog steeds niet in geslaagd”, vertelt Harnvanichvech.
Poortwachter als alternatieve hypothese
Mochten collega-onderzoekers erin slagen, krijgen we duidelijkheid over de exacte functie van het vliesje en de gevolgen van foutjes of beschadigingen erin. Want hoewel een dwangbuisfunctie de meest voor de hand liggende rol is van het vliesje, sluiten de onderzoekers andere mogelijkheden niet uit. Zo zou het vliesje kunnen dienen als poortwachter die alleen een select groepje stofjes doorlaat. “Op die manier beschermt het wellicht de jonge, kwetsbare embryo’s tegen schadelijke stoffen”, zegt Borassi. Tot slot zou de embryonale envelop als aanhechtingsplaats kunnen dienen voor de beschermende vetlaag die de plant later ontwikkelt. Mogelijk hecht die vetlaag beter om het vliesje dan op het embryo zelf.
