Hvorfor planter danner spirer i mørke

Et signal fra cellevæggen afgør, at i mørket, frø vokser til lange gule spirer, i stedet for at blive grønne og danne blade. Signalet, der aktiverer mørkeprogrammet i frøplanteudviklingen, er hidtil ikke blevet identificeret. Tidligere undersøgelser havde vist, at disse processer involverer fotoreceptorer inde i planteceller. Et vigtigt signal uden for cellerne er nu blevet beskrevet af teamet af prof Dr. Ute Krämer og Dr. Scott Sinclair ved Ruhr-Universität Bochum, i samarbejde med Prof Dr Dominik Begerow, ligeledes fra Bochum, samt kolleger fra Australien, Frankrig, Schweiz, og fra Max Planck Institute of Plant Breeding Research i Köln, i journalen Aktuel biologi . Artiklen blev offentliggjort online den 2. november, 2017.

Cellevægsfunktionen indebærer mere end blot at stabilisere celler

"Cellevægge betragtes ofte som dødt stof, der gør cellerne stabile, siger Ute Krämer, Leder af Institut for Molekylær Genetik og Planters Fysiologi. "Denne opfattelse har ændret sig i de seneste år." Den aktuelle undersøgelse viser, at planters cellevæg er i stand til at skifte mellem forskellige udviklingsprogrammer.

Forskerne analyserede flere mutanter af Arabidopsis thaliana, hvis cellevægge har en atypisk sammensætning. De sammenlignede deres mørke udvikling med planter, der ikke havde nogen genetiske ændringer.

Mørkeprogram sikrer frøplantens overlevelse

En normal Arabidopsis thaliana med en intakt cellevæg danner spirer i mørke, karakteriseret ved en langstrakt, etioleret dyrket form. "Dermed, frøplanten har en bedre chance for at nå jordens overflade for at fange lys, som er afgørende for fotosyntesen, før energireserverne i frøet løber tør, " forklarer Scott Sinclair.

Nogle mutanter med specifikke ændringer i cellevæggens sammensætning havde ikke evnen til at tænde for mørkeprogrammet. I mørke, de udviklede sig ligesom normale planter gør i lys. Yderligere analyser viste, at disse planter manglede visse metaboliske nedbrydningsprodukter af pektin, et komplekst sukkermolekyle, der bruges som geleringsmiddel til at lave marmelade. Forskerne antager, at planteceller bruger disse stofskifteprodukter til at kommunikere til andre planteceller, at frøplanten er omgivet af mørke.