20.1 Tomaten kweken
Planten verbeteren?
Technieken:
o Klassieke veredeling: recombinatie (kruisen en selecteren, langdurig proces);
o Genomics: spotten van gewenste allelen m.b.v. kennis van het genoom van plantenras;
o Polyploïdie: het hebben van meer dan de normale twee sets chromosomen.
o M.b.v. het plantengif colchicine wordt non-disjunctie tijdens mitose veroorzaakt:
er worden geen trekdraden gevormd tijdens mitose waardoor de chromatiden
niet uit elkaar gaan.
o Gevolg: cel met 4 i.p.v. 2 homologe sets chromosomen: tetraploïde cel. (diploïd >
tetraploïd)
Geslachtelijke versus ongeslachtelijke voortplanting
Gameten = geslachtscellen = stuifmeelkorrels en eicellen.
Zelfbestuiving: gameten van zelfde ouderplant afkomstig; beperkte recombinatie.
(=geslachtelijke voortplanting)
Gameten van verschillende ouderplanten met verschillende eigenschappen combineren, kan
tot nieuwe plantenrassen leiden (kruisbestuiving) (=geslachtelijke voortplanting)
Ongeslachtelijke voorplanting leidt tot kloon van genetisch identieke planten. Snelle wijze bij
aanwezigheid van gunstige eigenschappen
Planten uit het lab | Binas 71M(1), bron 4
Genetisch gemodificeerde planten: ‘gmo-planten’.
Cisgene planten: planten ontstaan uit genetische modificatie met uitsluitend eigenschappen
van de eigen soort
Transgene planten: planten ontstaan uit genetische modificatie met eigenschappen van
andere soorten ingebouwd
Methodiek:
1. Allel selecteren uit donorcel/donororganisme.
2. Bacterie als vector (transporteur) kiezen; allel inbouwen in plasmide (cirkelvormig DNA).
3. Bacterie laten delen tot kloon bacteriën, allemaal met gewenste allel.
4. Losse niet-gedifferentieerde plantencellen samenbrengen met kloon -> plasmide
overdracht: plasmide dringt binnen in een paar plantencellen -> allel zit in plantencel.
5. Cel met gewenste allel opsporen doordat er aan het over te plaatsen allel een markergen
zit (markergen geeft bijv. resistentie tegen bepaald antibioticum; na toevoegen van
antibioticum sterven alle cellen zonder het markergen).
6. Overgebleven, gemodificeerde cellen groeien via weefselkweek uit tot nieuwe plant.
21.2 Water
Wateropname | bron 6! Binas 91B
Opname water en zouten in wortelharen: vergrote epidermiscellen (opperhuidcellen) aan de
uiteinden van jonge worteltoppen.
o Wortelharen vergroten oppervlak en daarmee de capaciteit om water op te nemen.
Na opname transport via celwanden (apoplast-route) of door celmembraan en grondplasma
(symplast-route) naar de centrale cilinder met de transportvaten. Hier omheen ligt de
endodermis van de wortel.
In celwanden van de endodermiscellen zit een laagje kurk: de bandjes van Caspari. Zij
vormen een laagje waterdicht ‘cement’ tussen de cellen in de ‘muur’ van de endodermis.
o Water en mineralen kunnen hier niet verder via de apoplast-route -> moeten door
de celmembranen van de endodermiscellen heen (symplast-route) om in centrale
cilinder te komen. Daar gaan water en mineralen verder in de houtvaten.
, Wateropname afhankelijk van temperatuur en zuurstofgehalte van bodem:
o Benodigde ATP maken de cellen alleen bij voldoende zuurstoftoevoer en juiste
temperatuur.
o Sprake van actief transport: in de celmembranen aan de binnen- en buitenzijde van
de endodermiscellen gaan mineralen tegen het concentratieverschil in naar de
centrale cilinder -> concentratie mineralen in centrale cilinder stijgt -> door
osmotische waardeverschillen volgen watermoleculen -> er ontstaat een lichte
overdruk die het water via de houtvaten naar boven perst: de worteldruk.
o Worteldruk is in sommige planten zichtbaar als er geen of heel weinig water uit de
bladeren verdampt en de worteldruk relatief hoog is door een hoge
bodemtemperatuur: de planten ‘druppelen’ (water komt uit speciale poriën).
Houtvaten (= xyleemvaten) | bron 10!
Nauwe, holle buisjes die ontstaan uit langgerekte cellen met een door houtstof versterkte
celwand. De celinhoud is afgestorven en de tussenwanden met de boven- en onderliggende
cellen zijn verdwenen -> holle buisjes, met daaromheen ringen of spiralen van houtstof die
voorkomen dat de houtvaten inklappen bij het watertransport.
Transport van water van beneden naar boven.
Watermoleculen zijn polair -> trekken elkaar aan: cohesie -> water vormt lange ‘draad’ in de
houtvaten.
Watermoleculen trekken ook aan de wanden van de houtvaten en andersom: adhesie.
Deze cappilaire werking (co- en adhesiekrachten) stuwt het water omhoog in de houtvaten
als een soort draad. Door de cohesiekrachten is de draad redelijk sterk.
Schimmels
Schimmels groeien uit sporen, haploïde cellen die dienen voor de vermeerdering van
schimmels. Schimmelsporen zweven overal in de lucht.
Als een schimmelspore in de grond terechtkomt in de buurt van wortels, dan kiemt hij en
groeit het wortelstelsel binnen. Daarna groeien de haploïde cellen als schimmeldraden
(mycelium) via de transportvaten omhoog de stengel in.
In de transportkanalen van de stengel vormt het mycelium nieuwe sporen -> ontkiemen ->
verstoppen transportvat of onderbreken waterkolom, waardoor plant kan afsterven.
Door schimmelaantasting kan een houtvat niet alleen verstopt raken, ook kan de waterdraad
breken zodat er een luchtbel in het houtvat ontstaat -> uiteindelijk stopt het watertransport.
Watertransport
Door verdamping ‘zuigen’ bladeren het water via de houtvaten op uit de wortels: de
verdampingsstroom (= sterkste kracht voor transport om water omhoog).
Er stroomt meer water door een plant dan de cellen zelf gebruiken. Het water neemt
mineralen mee die de cellen nodig hebben en verdamping is nodig voor het koelen van de
bladeren.
Verplaatsing van water wordt bepaald door verschil in waterpotentiaal (ψ in MPa), ofwel
waterdruk. Waterpotentiaal wordt bepaald door:
o Zwaartekracht;
o Verdampingsstroom;
o Worteldruk;
o Co- en adhesiekrachten.
ψ van zuiver water is per definitie 0. De ψ wordt lager dan nul door opgeloste stoffen,
verdamping uit bladeren en door co- en adhesiekrachten -> ψ ≤ 0.
Waterpotentiaal is in droge lucht lager (bv. -100 MPa) dan in vochtige lucht (bv. -10 MPa):
water beweegt gemakkelijker naar droge dan naar vochtige lucht.
Planten verbeteren?
Technieken:
o Klassieke veredeling: recombinatie (kruisen en selecteren, langdurig proces);
o Genomics: spotten van gewenste allelen m.b.v. kennis van het genoom van plantenras;
o Polyploïdie: het hebben van meer dan de normale twee sets chromosomen.
o M.b.v. het plantengif colchicine wordt non-disjunctie tijdens mitose veroorzaakt:
er worden geen trekdraden gevormd tijdens mitose waardoor de chromatiden
niet uit elkaar gaan.
o Gevolg: cel met 4 i.p.v. 2 homologe sets chromosomen: tetraploïde cel. (diploïd >
tetraploïd)
Geslachtelijke versus ongeslachtelijke voortplanting
Gameten = geslachtscellen = stuifmeelkorrels en eicellen.
Zelfbestuiving: gameten van zelfde ouderplant afkomstig; beperkte recombinatie.
(=geslachtelijke voortplanting)
Gameten van verschillende ouderplanten met verschillende eigenschappen combineren, kan
tot nieuwe plantenrassen leiden (kruisbestuiving) (=geslachtelijke voortplanting)
Ongeslachtelijke voorplanting leidt tot kloon van genetisch identieke planten. Snelle wijze bij
aanwezigheid van gunstige eigenschappen
Planten uit het lab | Binas 71M(1), bron 4
Genetisch gemodificeerde planten: ‘gmo-planten’.
Cisgene planten: planten ontstaan uit genetische modificatie met uitsluitend eigenschappen
van de eigen soort
Transgene planten: planten ontstaan uit genetische modificatie met eigenschappen van
andere soorten ingebouwd
Methodiek:
1. Allel selecteren uit donorcel/donororganisme.
2. Bacterie als vector (transporteur) kiezen; allel inbouwen in plasmide (cirkelvormig DNA).
3. Bacterie laten delen tot kloon bacteriën, allemaal met gewenste allel.
4. Losse niet-gedifferentieerde plantencellen samenbrengen met kloon -> plasmide
overdracht: plasmide dringt binnen in een paar plantencellen -> allel zit in plantencel.
5. Cel met gewenste allel opsporen doordat er aan het over te plaatsen allel een markergen
zit (markergen geeft bijv. resistentie tegen bepaald antibioticum; na toevoegen van
antibioticum sterven alle cellen zonder het markergen).
6. Overgebleven, gemodificeerde cellen groeien via weefselkweek uit tot nieuwe plant.
21.2 Water
Wateropname | bron 6! Binas 91B
Opname water en zouten in wortelharen: vergrote epidermiscellen (opperhuidcellen) aan de
uiteinden van jonge worteltoppen.
o Wortelharen vergroten oppervlak en daarmee de capaciteit om water op te nemen.
Na opname transport via celwanden (apoplast-route) of door celmembraan en grondplasma
(symplast-route) naar de centrale cilinder met de transportvaten. Hier omheen ligt de
endodermis van de wortel.
In celwanden van de endodermiscellen zit een laagje kurk: de bandjes van Caspari. Zij
vormen een laagje waterdicht ‘cement’ tussen de cellen in de ‘muur’ van de endodermis.
o Water en mineralen kunnen hier niet verder via de apoplast-route -> moeten door
de celmembranen van de endodermiscellen heen (symplast-route) om in centrale
cilinder te komen. Daar gaan water en mineralen verder in de houtvaten.
, Wateropname afhankelijk van temperatuur en zuurstofgehalte van bodem:
o Benodigde ATP maken de cellen alleen bij voldoende zuurstoftoevoer en juiste
temperatuur.
o Sprake van actief transport: in de celmembranen aan de binnen- en buitenzijde van
de endodermiscellen gaan mineralen tegen het concentratieverschil in naar de
centrale cilinder -> concentratie mineralen in centrale cilinder stijgt -> door
osmotische waardeverschillen volgen watermoleculen -> er ontstaat een lichte
overdruk die het water via de houtvaten naar boven perst: de worteldruk.
o Worteldruk is in sommige planten zichtbaar als er geen of heel weinig water uit de
bladeren verdampt en de worteldruk relatief hoog is door een hoge
bodemtemperatuur: de planten ‘druppelen’ (water komt uit speciale poriën).
Houtvaten (= xyleemvaten) | bron 10!
Nauwe, holle buisjes die ontstaan uit langgerekte cellen met een door houtstof versterkte
celwand. De celinhoud is afgestorven en de tussenwanden met de boven- en onderliggende
cellen zijn verdwenen -> holle buisjes, met daaromheen ringen of spiralen van houtstof die
voorkomen dat de houtvaten inklappen bij het watertransport.
Transport van water van beneden naar boven.
Watermoleculen zijn polair -> trekken elkaar aan: cohesie -> water vormt lange ‘draad’ in de
houtvaten.
Watermoleculen trekken ook aan de wanden van de houtvaten en andersom: adhesie.
Deze cappilaire werking (co- en adhesiekrachten) stuwt het water omhoog in de houtvaten
als een soort draad. Door de cohesiekrachten is de draad redelijk sterk.
Schimmels
Schimmels groeien uit sporen, haploïde cellen die dienen voor de vermeerdering van
schimmels. Schimmelsporen zweven overal in de lucht.
Als een schimmelspore in de grond terechtkomt in de buurt van wortels, dan kiemt hij en
groeit het wortelstelsel binnen. Daarna groeien de haploïde cellen als schimmeldraden
(mycelium) via de transportvaten omhoog de stengel in.
In de transportkanalen van de stengel vormt het mycelium nieuwe sporen -> ontkiemen ->
verstoppen transportvat of onderbreken waterkolom, waardoor plant kan afsterven.
Door schimmelaantasting kan een houtvat niet alleen verstopt raken, ook kan de waterdraad
breken zodat er een luchtbel in het houtvat ontstaat -> uiteindelijk stopt het watertransport.
Watertransport
Door verdamping ‘zuigen’ bladeren het water via de houtvaten op uit de wortels: de
verdampingsstroom (= sterkste kracht voor transport om water omhoog).
Er stroomt meer water door een plant dan de cellen zelf gebruiken. Het water neemt
mineralen mee die de cellen nodig hebben en verdamping is nodig voor het koelen van de
bladeren.
Verplaatsing van water wordt bepaald door verschil in waterpotentiaal (ψ in MPa), ofwel
waterdruk. Waterpotentiaal wordt bepaald door:
o Zwaartekracht;
o Verdampingsstroom;
o Worteldruk;
o Co- en adhesiekrachten.
ψ van zuiver water is per definitie 0. De ψ wordt lager dan nul door opgeloste stoffen,
verdamping uit bladeren en door co- en adhesiekrachten -> ψ ≤ 0.
Waterpotentiaal is in droge lucht lager (bv. -100 MPa) dan in vochtige lucht (bv. -10 MPa):
water beweegt gemakkelijker naar droge dan naar vochtige lucht.
