Agroaldea
Het geheim heeft te maken met het aantal stamcellen in de kweek van de top van de plant, meristeem genoemd.
Een team van wetenschappers van Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) heeft een reeks genen geïdentificeerd die de aanmaak van stamcellen in tomaat regelen. Mutaties in deze genen verklaren de oorsprong van mammoet vleestomaten.
Nog belangrijker, is dat het onderzoek suggereert hoe telers de vruchtgrootte van elk fruitgewas kunnen aanpassen. Het onderzoek verschijnt in Nature Genetics.
Universitair hoofddocent Zachary Lippman en collega's tonen het geheim van de tomaat, en reken maar dat het te maken heeft met het aantal stamcellen in de kweek van de top van de plant, het meristeem genoemd.
specifiek, het team traceerde een abnormale proliferatie van stamcellen tot een natuurlijke mutatie die honderden jaren geleden ontstond in een gen genaamd CLAVATA3. Selectie op deze zeldzame mutant door plantenveredelaars is de reden waarom we de vleestomaten van vandaag hebben..
in de planten, Zoals de dieren, stamcellen geven aanleiding tot de diversiteit aan gespecialiseerde celtypen die alle weefsels en organen vormen. Maar te veel stamcellen kunnen een probleem zijn.
In mensen, te veel stamcellen kunnen tot kanker leiden. evenzo, wanneer de productie van stamcellen in planten wordt gecontroleerd, groei wordt onevenwichtig en onregelmatig, dodelijke overleving.
De fijn afgestemde balans van de productie van stamcellen in planten wordt gecontroleerd door genen die tegengestelde activiteiten hebben.. specifiek:, een gen dat wuschel wordt genoemd, bevordert de vorming van stamcellen, terwijl de clavata-genen de aanmaak van stamcellen remmen.
Het is niet verwonderlijk dat wanneer clavata-genen worden gemuteerd, de plant maakt te veel stamcellen aan in het meristeem. Echter, In recente experimenten, Lippmans team had nog nooit gemuteerde tomatenplanten bestudeerd die defecte genen bevatten die coderen voor enzymen die suikermoleculen aan eiwitten toevoegen..
Hoe was deze ontdekking relevant voor plantenstamcellen?? Lippman's experimenten onthulden dat enzymen, genaamd arabinosyltransferasen (ATS), voeg suikermoleculen genaamd arabinosen toe aan CLAVATA3, een van de belangrijkste nagels.
De belangrijke ontdekking van het team is dat het veranderen van het aantal suikers dat aan CLAVATA3 is gehecht, het aantal stamcellen kan veranderen. Drie suikers is normaal, en produceert normale groei. Maar wanneer een of meer suikers op de toonsoort van CLAVATA3 ontbreken, de sleutel past niet meer goed in het slot.
Dus het wuschel-gen stuurt zijn signaal om nieuwe stamcellen te maken. Er is abnormale groei; de vrucht van de plant wordt extreem groot.
Herziening van de variëteit van de originele biefstuktomaat, Lippman en zijn medewerker aan de Ohio State University, ontdekte dat het geheim van biefstuk wordt gemaakt in het meristeem.
Onderzoek toont aan dat er een continuüm van groeimogelijkheden is in de tomatenplant en, in andere planten, clavata is sterk geconserveerd in evolutie en bestaat in alle planten.
Door de hoeveelheid suikers in de clavata-toetsen aan te passen, en door andere mutaties die componenten van de route beïnvloeden, Lippman en collega's laten zien dat het mogelijk is om de groei zo af te stemmen dat veredelaars de vruchtgrootte kunnen aanpassen..