Lotusvruchten die vanwege Halloween doen alsof ze hele kleine pompoentjes zijn.

Dat er mannelijke en vrouwelijke lotusbomen bestaan, komt door interne RNA-interferentie. Het Y-chromosoom maakt RNA aan dat een gen onderdrukt dat voor vrouwelijke kenmerken zorgt, melden Amerikaanse en Japanse onderzoekers in Science.

Binnen het plantenrijk is ‘tweehuizigheid’, zoals het bestaan van twee afzonderlijke geslachten officieel heet, vrij zeldzaam. Als vijf procent van alle soorten tweehuizig is, is het veel. De lotusboom (Diaspyros lotus) en verwante Diaspyros-bomen behoren tot dit clubje. Bij deze bomen bloeien beide geslachten, maar in de mannelijke bloemen ontbreken de stampers en in de vrouwelijke functioneren de meeldraden niet.

Het evolutionaire voordeel zit uiteraard in het feit dat tweehuizige planten gedwongen worden om elkaar te bevruchten in plaats van zichzelf, zodat de genenpool beter mengt.

Onderzoekers van de UC Davis en de universiteit van Kyoto hebben nu de complete genomen van 25 mannelijke en 32 vrouwelijke lotussen gesequenst en gekeken waar de verschillen in expressie zaten. Zo kwamen ze uiteindelijk uit op een gen op het Y-chromosoom dat ze OGI hebben gedoopt, Japans voor ‘mannelijke boom’. Eigenlijk is dit gen kreupel: het zit zo vol stopcodons dat er nooit een RNA-sequentie af kan komen die lang genoeg is om te coderen voor een compleet eiwit. Maar het gekke is dat het al tientallen miljoenen jaren vrijwel ongewijzigd in alle Diospyros-soorten lijkt te zitten.

Heel ergens anders, buiten het geslachtsbepalende deel van het DNA, zit een tweede gen dat MeGI (‘vrouwelijke boom’) is gedoopt. Dit lijkt dusdanig op OGI dat beide genen waarschijnlijk een gemeenschappelijke voorouder hebben. MeGI codeert echter wél voor een eiwit, en komt vooral tot expressie in de typisch vrouwelijke delen van de boom.

De onderzoekers vermoeden nu dat MeGI (wat ook kan staan voor ‘male growth inhibitor’) iets produceert dat de groei van mannelijke geslachtskenmerken onderdrukt. Dat wordt min of meer bewezen door proefjes warabij dit gen werd gemonteerd in zandraketten en tabaksplanten die van nature tweeslachtig zijn: slaagde de transplantatie, dan maakten die planten óók geen stuifmeel meer aan. OGI (als in ‘oppressor of MeGI’) blijkt vervolgens stukjes RNA van 21 basen aan te maken, die MeGI stilleggen.

Er mist nog wel een stukje van de puzzel, namelijk de factor die bij de mannelijke bomen de vrouwelijke kenmerken onderdrukt.

En er wordt bij aangetekend dat de tweehuizigheid tijdens de evolutie een aantal keren is ontstaan, en dat het mechanisme bij andere planten waarschijnlijk totaal afwijkend is.

bron: UC Davis