Afwijkende bladontwikkeling bij Guzmania- en Vrieseaspecies

Guzmania en Vriesea (Bromeliaceae) zijn planten die in het wild voorkomen in Zuid-Amerika. Hun bladeren vormen een ‘tank’ die water en organisch materiaal opvangt en zijn bedekt met trichomen die water en nutriënten kunnen opnemen, een unieke eigenschap van de Bromeliaceae. Hierdoor hebben ze minder nood aan een absorberend wortelstelsel, en kunnen ze als epifyten op bomen groeien. Zowel Guzmania als Vriesea zijn zeer stresstolerant, en bestand tegen droogte en nutriënttekorten waarmee ze als epifyten vaak geconfronteerd worden. Echter, wanneer ze als sierplant geteeld worden in België en Nederland gaat een aanzienlijk deel van de planten verloren door twee tot nu toe onverklaarbare problemen: ‘kokervorming’ bij Guzmania en ‘bladgaten’ bij Vriesea. In dit doctoraatsproject bleek dat beide problemen veroorzaakt worden door verstoringen in de unieke water- en nutriëntopname van Bromeliaceae, die optreden wanneer de planten onder serre-omstandigheden groeien.

Bladgaten zijn necrotische spots die zich ontwikkelen op de bladeren van Vriesea, waardoor tot 50 % van de planten uit bepaalde partijen verloren gaat. Alle Vriesea-cultivars kunnen bladgaten ontwikkelen, maar bepaalde cultivars zijn gevoeliger voor dit probleem. Het bleek dat bladgatenvorming in belangrijke mate veroorzaakt wordt door het overmatig toedienen van nutriënten. Door de zeer efficiënte nutriëntopname via de absorberende trichomen leidt deze situatie waarschijnlijk tot toxisch hoge concentraties van mineralen in de bladeren. De mate waarin cultivars gevoelig zijn voor dit probleem hangt mogelijk af van de mate waarin ze de weinig selectieve opname van nutriënten door de trichomen kunnen beperken. Hoewel specifieke samenstellingen van de voedingsoplossing voor een verhoogde vorming van bladgaten zorgen, konden geen specifieke macro- of micronutriënten geïdentificeerd worden die leiden tot een verhoogde vorming van bladgaten. Aangezien het percentage aangetaste planten zeer variabel bleek, zowel in de experimenten als in de praktijk, is voedingsgift waarschijnlijk niet de enige betrokken factor in het proces van bladgatenvorming.

Kokervorming is een misvorming van de bladeren zie vooral optreedt bij jonge Guzmania en Vriesea. In plaats van zich te schikken in het typische rozetpatroon, vormen de centrale bladeren een kokervormige structuur waardoor tot 10% van de planten verloren gaat. Kokervorming treedt op wanneer de absorberende trichomen onvoldoende water opnemen - niet noodzakelijk door de afwezigheid van vloeistof in de tank - terwijl de wateropname door de wortels niet beperkt wordt. Wanneer er voor gezorgd wordt dat de trichomen terug water kunnen opnemen herstellen de planten zich, een proces dat sneller en meer vollediger verloopt door toevoeging van een surfactant aan het water in de tank. Dit zorgt ervoor dat water dieper kan doordringen tussen de samengedrukte bladeren. Op cellulair niveau lijkt kokervorming gelinkt aan de gedeeltelijke krimping van de hydrenchymcellen. Deze krimping treedt vooral op in de adaxiale (bovenste) hydrenchymlaag. Dit kan er voor zorgen zijn dat de bladeren krullen, recht komen te staan en een ‘koker’ vormen. Hoewel ‘kokervorming’ geen echte droogterespons is, lijkt het mechanisme analoog aan ‘bladrollen’, een droogterespons in Maïs (Zea Mays L.) en andere monocotyle planten.