Blozende bloemen
Sommige bloemen verschieten van kleur na bevruchting. Zo laten ze bestuivers weten dat er bij hun niets meer te halen valt. Nu hebben Chinese en Amerikaanse onderzoekers ontdekt welk gen dit in Lotus soorten dit regelt.
De bloemen van Lotus japonicus en Lotus filicaulis zijn beide geel van kleur. Alleen na betuiving kleuren die van L. filicaulis een blozend oranjerood. Zo sturen ze bestuivers naar de gele, nog te bevruchte, bloemen. Het zorgt voor een hoger bevruchtingspercentage. Maar hoe de plant die verkleuring precies regelt was nog onbekend.
Om dit uit te zoeken analyseerde de onderzoekers eerst de kleurstoffen in de bloemen. Zo kwamen ze erachter dat zowel het geel als de oranjerode kleurstoffen afkomstig zijn van anthocyanen.
Gen aanzetter PAP1 laat L. filicaulis bloemen na bestuiving blozen
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers de genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van die anthocyanen. Het eerste wat opviel was dat in L. japonicus na bestuiving een aantal van de anthocyaan productie genen niet aangingen die in L. filicaulis wel aangingen. Daarnaast testte de onderzoekers of de desbetreffende genen functionele enzymen produceren in L. japonicus. Hier bleken er geen problemen te zijn.
Omdat met de productie van anthocyanen in L. Japonicus niks mis was bestudeerde de onderzoekers de genen die die productie aan zetten. Een daarvan PAP1 viel daarbij op. Dit gen stond meer aan na de bestuiving. Niet alleen in L. filicaulis maar ook in L. japonicus, al was dat wel op een iets lager pitje. Het verklaarde dus nog niet helemaal waarom de productie van anthocyaan in L. japonicus niet opgang komt na de bestuiving.
Om daarom er zeker van te zijn dat ze het juiste gen te pakken hadden schakelde de onderzoekers PAP1 in J. filicaulis uit. De bloemen van deze PAP1 loze planten gingen na bevruchting niet blozen. PAP1 reguleerde dus dat de anthocyaan productie na de bevruchting op gang komt.
Door een mutatie kan L. japonicus z’n PAP1 gen niet goed in een eiwit vertalen
Wat overbleef was de vraag waarom het PAP1 gen in L. japonicus z’n werk niet goed deed. Om dit te onderzoeken doken de onderzoekers in de nucleotide volgorde van PAP1. Daarbij vonden ze twee verschillen helemaal aan het begin van het gen. Het eerste verschil, een G versus een C bleek niks uit te maken. Maar het tweede verschil een T versus een G wel. Die lag net in het ATG start codon.
De AGG in L. japonicus betekende dat de plant het gen niet goed in een eiwit vertaalde. Dit kan verschillende oorzaken hebben. Het kan zijn dat het eiwit later start, waardoor, zo bleek het andere genen niet goed reguleert. Maar het kan ook zijn, vermoeden de onderzoekers, dat de plant het gen wel in een eiwit vertaalt maar dan wel in heel lage hoeveelheden.
Wat de rede ook mag zijn, de uitkomst is dat er minder anthocyaan producerende enzymen in L. japonicus aan het werk zijn. Daardoor kan L. japonicus niet blozen na een bevruchting.
Literatuur
Gao, R., Li, Y., Shan, X., Wang, Y., Yang, S., Ma, S., Xia, Z., Zheng, H., Wei, C., Tong, L., Qin, J., Gao, X. and Cronk, Q. (2024), A single nucleotide polymorphism affects protein translation and leads to post-anthesis color change variation in closely related Lotus species. Plant J. https://doi.org/10.1111/tpj.17188
Plant en Zo 