Strigolactonen

Strigolactonen zijn een klasse moleculen afgeleid van carotenoïden die fungeren als zowel plantenhormonen als signaalmoleculen in de rhizosfeer. Ze worden in wortels geproduceerd en in de bodem uitgescheiden, waar ze communicatie tussen plantenwortels, arbusculaire mycorrhizale schimmels en kiemende parasitaire planten mogelijk maken. Intern in de plant remmen ze vaak de uitgroei van vertakkingen en hebben daardoor invloed op plantvorm en ontwikkeling.

Biosynthese en diversiteit: De biosynthese verloopt via plastiden met de sleutelstappen die worden gekatalyseerd door D27, CCD7 (MAX3) en CCD8 (MAX4), gevolgd door MAX1 (cytochroom P450). Dit leidt tot verschillende strigolactonen, zoals 5-deoxystrigol en orobanchol, waarvan meerdere varianten en modificaties bestaan die in planten en bodemsubstraten voorkomen. Enzymen zoals LBO kunnen verdere modificaties aanbrengen.

Functies in de rhizosfeer: Strigolactonen dienen als germinatie-stimulerende signalen voor zaden van parasitaire planten (bijv. Striga en Orobanche) en bevorderen de kolonisatie en ontwikkeling van arbusculaire mycorrhizale schimmels, welke de voedingsstoffenopname van planten kunnen verbeteren, vooral onder nutriëntentekort.

Signaaltransductie en plant-hormoonrol: In de plant treffen strigolactonen het D14-receptor aan, wat via de F-box eiwit MAX2 leidt tot afbraak van SMXL repressors en veranderingen in genexpressie. Dit verklaart hun rol bij de remming van shoot-vertakkeling en andere groeiprocessen.

Ecologie en toepassing: De afgifte van strigolactonen neemt toe onder fosfor- of stikstoftekort en bij droogte, wat de afstemming van wortelgroei beïnvloedt. In de landbouw is er interesse in het manipuleren van strigolacton-signalen om parasitaire planten te bestrijden en mycorrhiza-ontwikkeling te bevorderen.