home news forum careers events suppliers solutions markets expos directories catalogs resources advertise contacts
 
News Page

The news
and
beyond the news
Index of news sources
All Africa Asia/Pacific Europe Latin America Middle East North America
  Topics
  Species
Archives
News archive 1997-2008
 

Researchers map law of variations in plant roots: an onion outsources
Variaties in plantenwortels in kaart gebracht: een ui besteedt uit


July 2, 2020


Researchers map law of variations in plant roots: an onion outsources
 

It has long been one of the best kept secrets in the underground world: what determines the variation in form and function of plant roots? An international team of researchers, led by scientists from Wageningen University & Research and the German Centre for Integrative Biodiversity Research in Halle-Jena-Leipzig, has revealed the strategies that roots use to invest in their tissues: do-it-yourself or outsourcing. In Science Advances they present a new framework that allows us to understand the variation in form and function in roots. “It felt like discovering a hidden treasure”.

Plants, like many other organisms, follow rules of economics when investing in their tissue. The currency is not money, but carbon and nutrients. This economics gradient flows from ‘live fast, die young’ such as the Lathyrus or ginkgo, to ‘slow and steady’ as the oak does. This economic theory works well for leaves. It was long assumed that the same principle applied to the roots, but researchers’ efforts to deliver proof, failed repeatedly.

Each of us had a piece of the puzzle, but no-one had the whole picture. There it is: You can do it alone, or work together. Plants are just like humans.

Liesje Mommer

A new collaboration gradient: an onion outsources

This problem has now been solved using a database of root characteristics of 1781 plant species from around the globe. In addition to the classical ‘fast-slow’ gradient, there is a second, independent axis that is essential in understanding the form and function of plant roots. This axis is the ‘operational’ gradient for nutrient uptake. It goes from a do-it-yourself strategy with many thin roots, such as followed by the cuckoo flower, to a policy of outsourcing, such as the onion. The onion collaborates intensively with soil fungi, forming a partnership of roots and fungi (mycorrhiza). “Roots that work together with fungi must make room for an 'exchange counter' - sugars go from the plant to the fungi and nutrients go the other way around. That "counter" takes up space in the outer cells of the root, which are therefore thicker than in "do-it-yourselfers", says Prof. Liesje Mommer of Wageningen University & Research. “This new operational axis shows how roots have different ways of functioning.”
 

Figure: Plant root strategies. Plant roots worldwide vary in their strategy for obtaining nutrients. Do-it-yourselfers have all their equipment on baord. Outsourcers form alliances with soil fungi in exchange for sugars.
Figure: Plant root strategies. Plant roots worldwide vary in their strategy for obtaining nutrients. Do-it-yourselfers have all their equipment on baord. Outsourcers form alliances with soil fungi in exchange for sugars.

 

This new framework for understanding variations in root characteristics offers recommendations to better understand the way roots work. This insight is useful in future research to predict the subterranean plant response to changing environmental conditions, or to launch new breeding programmes.

Unearthing treasure

Professor Liesje Mommer on how the project was started: “It was a collaboration between renowned researchrs from Europe and the United States, during an inspiring workshop in Leipzig. We knew a treasure was buried underground near the plant roots, and that finding it required collaboration. Each of us had a piece of the puzzle, but no-one had the whole picture. There it is: You can do it alone, or work together. Plants are just like humans.”

Read the publication:

Read more:


Variaties in plantenwortels in kaart gebracht: een ui besteedt uit

Het was lang een van de best bewaarde geheimen in de ondergrondse wereld: wat bepaalt de variatie in vorm en functie van plantenwortels? Een internationaal onderzoeksteam geleid door wetenschappers van Wageningen University & Research en het German Centre for integrative Biodiversity Research heeft voor het eerst in kaart gebracht welke strategieën wortels hanteren om te investeren in hun weefsels: doe-het-zelf of uitbesteden. In Science Advances presenteren de onderzoekers een nieuw raamwerk waarmee de variatie in vorm en functie eindelijk kan worden begrepen. “Het is alsof je een schat hebt opgegraven”.

Planten maken economische afwegingen voor investeringen in hun weefsels om te kunnen groeien, al gaat het daarbij niet om geld, maar om koolstof en voedingsstoffen. De keuzes die planten maken variëren van ‘groei snel, leef kort’, zoals lathyrus of ginkgo, tot ‘groei langzaam, leef lang’, zoals een eik. Voor bladeren is eerder gebleken dat deze economische theorie goed past. Lange tijd ging men ervan uit dat de wortels dezelfde principes volgen, maar de pogingen van onderzoekers om die te bewijzen liepen steeds spaak.

Ieder had een stukje van de puzzel, niemand het volledige beeld. Here it is: je kunt het zelf doen of samenwerken. Planten zijn net mensen.

Liesje Mommer

Nieuwe samenwerkingsgradiënt: een ui besteedt uit

Met behulp van een database met wortelkenmerken van 1781 plantensoorten uit de hele wereld is dit probleem nu opgelost. Naast de klassieke ‘snel-langzaam’-gradiënt is er een tweede, onafhankelijke as die essentieel is om de vorm en functies van plantenwortels te begrijpen. Deze nieuwe as is een ‘operationele’ gradiënt die weergeeft hoe een wortel aan de benodigde nutriënten komt. De as verloopt van een ‘doe-het-zelf’-strategie, zoals een pinksterbloem hanteert, tot ‘uitbesteden’, zoals een ui: intensief samenwerken met bodemschimmels. Waarbij een partnerschap ontstaat van wortel en schimmels (mycorrhiza). “Wortels die samenwerken met schimmels moeten wel ruimte maken voor een ‘uitwisselingsloket’ – suikers gaan van de plant naar de schimmels en nutriënten gaan andersom. Dat ‘loket’ kost ruimte in de buitenste cellen van de wortel, die daarom dikker zijn dan bij ‘doe-het-zelvers’”, zegt prof. Liesje Mommer van Wageningen University & Research. “Deze nieuwe operationele as toont dus hoe wortels verschillende manieren hebben om te functioneren. Er zijn als het ware meerdere wegen die naar Rome leiden.”
 

Figuur: Strategieën van plantenwortels. Wereldwijd variëren plantenwortels in hun strategie om aan nutriënten te komen. Doe-het-zelvers doppen hun eigen boontjes. Uitbesteders sluiten allianties met bodemschimmels in ruil voor suikers.
Figuur: Strategieën van plantenwortels. Wereldwijd variëren plantenwortels in hun strategie om aan nutriënten te komen. Doe-het-zelvers doppen hun eigen boontjes. Uitbesteders sluiten allianties met bodemschimmels in ruil voor suikers.

 

Dit nieuwe raamwerk voor het begrijpen van de variatie in wortelkenmerken biedt handvatten tot voor een beter begrip van het functioneren van wortels. De kennis is van nut om in toekomstig onderzoek de ondergrondse reactie van planten op veranderende condities van het milieu te voorspellen, of om veredelingsprogramma’s op te zetten waar wortels in meer of mindere mate geschikt zijn voor samenwerking met mycorrhiza-schimmels.

Ondergrondse schat opgraven

Over de totstandkoming van dit project zegt prof. Mommer: “Het was een samenwerking met gerenommeerde en jonge onderzoekers uit Europa en de VS, tijdens inspirerende workshops in Leipzig. We wisten dat er een schat begraven moest zijn ondergronds bij de plantenwortels, en dat we samen moesten werken om hem te vinden. Ieder had een stukje van de puzzel, niemand het volledige beeld. Here it is: je kunt het zelf doen of samenwerken. Planten zijn net mensen.”



More news from: Wageningen University & Research


Website: http://www.wur.nl

Published: July 3, 2020

The news item on this page is copyright by the organization where it originated
Fair use notice

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 Archive of the news section


Copyright @ 1992-2020 SeedQuest - All rights reserved