Suikeropslag, lichtperiodes en donkerperiodes

[BackYardPlant]

Hoewel ik weet dat dit een hele rare/vage site is, kwam ik hem tegen tijdens mijn poging tot achterhalen wat de naam van het proces wat de plant 's nachts doet is (die ik overigens nog steeds niet heb terug gevonden en zelf ben vergeten) en zette dit me toch even aan het denken.
https://www.cnnbs.nl/slapen-wietplanten-s-nachts/

[LR2]

Ik heb geen eenduidige antwoorden voor je, simpelweg omdat het allemaal nog onderzocht wordt. Elke keer als we alles denken te weten, duikt er een nieuw proces op dat de hele boel omgooit.

A) Ja, er is een maximum. Anders trekt de osmotische druk scheef, en knappen de cellen. Er zijn dus geen 'overige' suikers; het chlorofyl gaat zelfs kapot als de plant zijn maximum capaciteit voorbij gaat. Denk maar aan planten die van binnen naar buiten geplaats worden; ze zijn ingesteld op 10 licht, maar ze krijgen 1000. Dan gaat de chlorofylkorrels kapot en kleurt de plant wit. Het chlorofyl is uit te schakelen door bijvoorbeeld huidmondjes te sluiten of ion-kanalen binnen in de cellen te blokkeren, echter, dat sloopt het hele molecuul omdat de energie nergens naar toe kan en het molecuul kapot trilt. Veel vaker groeit de plant harder in het geval van C4 planten, waardoor er meer opslag voor suikers en zetmelen ontstaat. Zetmelen worden overigens vergeten door cnnbs, want overdag wordt voornamelijk zetmeel geproduceerd (lang houdbare variant van gestapelde suiker) die 's nachts door hydrolysereactie in suiker wordt omgezet en dan pas wordt verbruikt. Dat is een cruciale stap in de fotosynthese. Zetmeel opbouwen verlaagt de osmotische druk namelijk, en zorgt dat er meer plaats is voor suikers. Maar zetmeel bouwen kost energie en water, en de opslag is niet eindeloos.
In orchideen kun je zelfs zien dat de planten soms suikers gaan lekken, dat is een teken dat ze het goed hebben, maar ook een teken dat ze meer produceren dan ze zelf kunnen verbruiken.

B) C4 planten zoals cannabis hebben (vaak) geen lange-termijn opslag. Uitzondering hierop (op C4 planten) zijn overwinteraars, maar die hebben zulke suikers nodig voor de winter. In cannabis is die opslagtermijn dus kort. Die werkt per 'paar dagen'. Je kunt dus niet echt een buffer opbouwen voor langer dan een week.

C) Glucose, fructose en sucrose. Maar hoe wil je dat toedienen? In de bodem zitten gisten en schimmels en bacterien, en daarnaast zou je het suikergehalte van de plant moeten weten om niet teveel te geven waardoor de osmotische druk te scheef gaat. Toedienen via een infuus is praktisch onmogelijk. Men zegt dat melasse e.d. wel goed werkt voor de plant, maar dat stimuleert eigenlijk vooral het bodemleven.
In labs bevatten agarbodems wel suikers, maar die worden afgestemd op de plant, en er is geen competitie. Door suikers zelf toe te dienen, is er bijvoorbeeld geen lichtbron meer nodig en kunnen planten toch groeien. Da's ook een ding: als de plant via de wortels aan zijn suikers komt, bouwt het minder chlorofyl. Suikers alleen, zijn overigens niet voldoende. Er zijn minstens een twintigtal stoffen nodig om een plant te laten groeien, die zul je ook afgestemd mee moeten geven voordat de suiker echt het gewenste effect veroorzaakt.

D) het teveel aan suikers wordt omgezet in zetmeel. Als dat niet op raakt, barst de cel. Een gebrek aan nachtrust kan dus dodelijk zijn. De meeste planten weten perfect af te stemmen, zodat, met een speling van hooguit een uur, alles op is voordat de zon op komt. Het optimale tempo bepaalt de plant dus zelf beter dan wij voor ze kunnen doen. Je kunt het zelf bepalen, maar dan heb je een spectrofotometer nodig en zul je glucosebepalingen moeten uitvoeren in het blad, per seconde, in het donker. Dat is nogal een klus! En duur.

[BackYardPlant]

Wow! Dankjewel voor je mooie antwoorden!!
Oke dus als ik het goed begrijp gaat bijvoorbeeld de cannabisplant extra groeien als er een teveel aan suikers dreigt te komen? (Dreigt, omdat bij een daadwerkelijk teveel de cellen dus knappen)
Das wel een positief iets Verklaard wellicht deels waarom ze zo snel groeien
dat ze dat zetmeel vergaten vind ik wel een beetje slecht.

nouja, ik dacht zelf inderdaad aan een infuus-idee, maar inderdaad de verhoudingen zullen daarin extreem belangrijk zijn, daar heb ik niet ver genoeg over nagedacht dus.

Dat lijkt me inderdaad verschrikkelijk duur ja.. Dat schiet niet op..

Ik weet in elk geval zeker dat ik m'n planten nooit op 24/0 zal zetten. Dat kan kennelijk gevaarlijk voor de plant zijn dus

[LR2]

Onze planten passsen zichzelf natuurlijk wel aan, aan de omstandigheden. Maar inderdaad, 24/0 lichtschema zorgt er voor dat bijna de helft van de fotosynthese niet uitgevoerd wordt. Reserves worden slecht hersteld, het metabolisme loopt spaak en de plant blijft zichzelf tegenwerken.
Chlorofyl is daarnaast een molecuul dat ontzettend veel klappen krijgt; het trilt op een breed golflengte spectrum. Vergelijkbaar met een voorvork van een motor; als je op hobbelige wegen blijft rijden voor 24 uur per dag, dan barst die hydrauliek eerder dan wanneer je af en toe een stuk vlak asfalt (donker) mee pakt.

Ik zie in sommige planten dat ze aanzienlijk beter presteren wanneer ze 12 uur duister hebben. Dit zijn vaak planten die overdag energie opslaan, om 's nachts mee te fotosynthetiseren.
Het is alweer drie, vier jaar geleden voor me dat ik diep in die stof zat. Je kunt even googlen naar light reactions plants en de calvin cyclus.

[BackYardPlant]

Zelfs een plant moet dus toch even rust hebben

Ik heb beide termen even opgeslagen, ga ze overdag eens opzoeken! bedankt

[Kushsri]

24/7 licht is mogelijk maar niet verstandig tenzij iemand een CAB-13-gen kan modificeren voor een cannabisplant. Dat laatste is overigens geen toekomstmuziek.

[LR2]

Cannabis heeft andere CAB-genen die prima werken. Een extra gen toevoegen heeft dan weinig zin; het wordt ballast. Genmodificatie is alleen handig als het een op zichzelf staand systeem kan zijn, waarbij het ene fragmend DNA kan putten uit wat andere fragmenten produceren. In dit geval, is het naast onnodig, ook nog eens onhandig; misschien maakt de cel de precursor stoffen niet aan, waardoor het gen functieloos blijft. Je moet dan op meerdere plaatsen, dingen gaan toevoegen. Eerst zou ik een volledig gesequencede cannabisplant moeten hebben (die is er 1, en die is duur) en dan onderzoeken of het gen niet al aanwezig is, dat kan ook goedkoop voor een kleine 800 euro, dan onderzoeken hoe het werkt (wat is er nodig voor activatie en translatie, transcriptie etc.) en vervolgens is het een kwestie van lijmen. Dat kan tegenwoordig met de computer. Echter, als het al aanwezig is.. Dan hoef je het er niet in te plakken.

Ik wil het best voor je proberen hoor, erg moeilijk is het niet, en erg duur ook niet. Het kost wel veel geld. Voor een kleine 60000 euro kan het in 4 maanden gedaan zijn. De vraag blijft alleen: wat schiet je er mee op? Het kost meer stroom, maar als er reeds CAB genen zijn die werken, hoeveel verschil zou het dan maken?

[Kushsri]

Hallo LR2,

Het is ook verder voor hobby- en particuliere medicinale kwekers irrelevant maar gezien de ontwikkelingen op staatsniveau kan ik me best voorstellen dat dit economisch gezien een voordeel is. Bovendien zegt CAB13 vrijweinig aangezien dat gennetje nog veel onderzocht moet worden. Het is leuk dat tomaten bestand zijn tegen 24-uur licht maar nog leuker is dat het nieuwe wegen opent als het gaat om fotosyntheseonderzoek.

Of het weinig zin heeft omdat de cellen de uitgangsstof niet aanmaakt is inderdaad niet te bepalen zonder gedegen onderzoek. Het is overigens geen maanden werk maar jaren werk als u het goed wilt onderzoeken onder wetenschappelijke voorwaarden,

Ik heb gisteren al een aantal berichten van u gelezen. Wat is uw achtergrond als ik zo vrij mag zijn om te vragen?

[LR2]

Juist onder wetenschappelijke voorwaarden kan het relatief weinig werk zijn. Je bakent een onderzoek immers sterk af en focust je op de hoofdzaak.
Sequencen van een gen kost tegenwoordig niet meer dan een werkdag. Het voorbereidende werk is ook relatief simpel. Het overbrengen van DNA kost bij planten wat tijd, maar veel langer dan 2 maanden hoeft het niet te duren met de klassieke methode (agrobacterium). Cannabis is vrij makkelijk te houden als labplant, ontzettend makkelijk eigenlijk. Ik heb 't thuis een paar keer geflikt om vanuit de losse pols wat cultuurtjes op te zetten. Als ik daar een week de tijd voor zou nemen, dan zou ik alle stadia in vitro kunnen uitzetten.
Interacties zijn theoretisch uit te vogelen, dat kost wel jaren. Echter, met de huidige stand van de genbanken en informatiekoppeling, kan het mogelijk sneller. Delen van het werk zijn al gedaan.

De vraag blijft: wat is het nut? In een 24 uur cyclus bloeien de meeste planten niet. Zelf werk ik aan een autoflower die 3 maanden groeit, die zou wel onder 24 uur licht kunnen. Maar dat roept iets anders op: wat te doen met de genen, en het deel van de stofwisseling, die donker vereisen? We weten immers dat auxinen afbreken onder licht, en dat ze vooral hun werk doen in het duister. Zelfs C4 planten kennen een donkerperiode die bevorderlijk is voor de ontwikkeling. Er 'tegen kunnen' is fijn, maar de plant gebruikt bepaalde functies niet meer, of kan zichzelf hormonaal tegenwerken.
Ik zie liever de gerichte toepassing van andere zaken, zoals de rem die planten leggen op hun vruchtproductie (gene silencing). Of door stress geinduceerde verdubbeling van het genomisch DNA, waarbij planten hun functionele DNA verdubbelen (maar niet inpakken in een kern) en vervolgens dus alles 2x zoveel doen. Cannabis lijkt daar gevoelig voor te zijn, maar helaas wekt die stress ook hermafroditisme op.

Mijn achtergrond ligt in de biochemie overigens.