Gesynchroniseerde bloemen
Planten synchroniseren het openen van hun bloemen met de geur productie door die bloemen. Maar hoe dit is gereguleerd is niet helemaal duidelijk. Nu heeft een groep Koreaanse onderzoekers het gen gevonden dat dit allemaal coördineert.
De bloemen van Nicotiana attenuate hebben een duidelijk ritme. Wanneer ze er klaar voor zijn gaan ze alleen open gedurende de nacht voor twee, misschien drie nachten op een rij. Gedurende de dag gaan de bloemen weer dicht. Tegelijkertijd, stoten de bloemen s’ nachts, wanneer ze open zijn, benzylacetone uit om bestuivers zoals pijlstaartvlinders te lokken.
Om uit te vinden hoe deze planten dit reguleren creëerde de onderzoekers twee mutanten met een missend essentieel gen van de biologische klok. De eerste, die LHY miste, opende z’n bloemen twee uur eerder dan gepland. De tweede, die ZTL miste, hield zich aan de planning, maar opende z’n bloemen maar gedeeltelijk, zonder dat ze een geur produceerde.
Master regulator
Met behulp van deze twee mutanten gingen de onderzoekers op zoek naar het gen dat LHY, ZTL, bloem opening en geur emissie reguleert. Dit deden ze door te kijken naar de genen die onder normale omstandigheden actief zijn gedurende de tijd dat de bloem open is en geur verspreidt, maar niet in de LHY- en ZTL-loze planten. Dit maakte het mogelijk om de hoeveelheid opties tot twee te reduceren: COL5 en BBX24.
Om uit te vinden welke van de twee de masterswitch is bekeken de onderzoekers waar in de plant deze genen actief waren. BBX24 bleek actief te zijn in de stengel, de bladeren, bloemsteel en de stempel. COL5 daar en tegen was alleen actief in de kroonbladeren. Omdat het de kroonbladeren zijn die bewegen wanneer de bloemen openen besloten de onderzoekers om COL5 verder te bestuderen.
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers planten zonder COL5. Deze planten gedroegen zich net als de ZTL missende planten. De planten zonder COL5 opende hun bloemen maar gedeeltelijk. Ook produceerde ze nauwelijks geurstoffen. De rede voor deze gedeeltelijke opening bleek te liggen bij de cellen aan de binnenkant van de kroonbladeren (wanneer de bloem gesloten was), bij bloemen zonder COL5 strekte deze cellen bij het opengaan zich minder uit, waardoor de bewegingsvrijheid van de kroonbladeren kleiner was.
Ook in petunia
Als laatste zochten de onderzoekers uit of COL5 een vergelijkbare functie in gerelateerde planten heeft. Hiervoor zochten de onderzoekers het gen op in Petunia. De bloemen van petunia stoten net als die van Nicotiana attenuata s’ nachts geurstoffen uit. Alhoewel de bloemen als ze eenmaal geopend zijn ook overdag open blijven. Nadat de onderzoekers COL5 missende petunia planten gecreëerd hadden ontdekte dat ook deze planten een verminderde geur productie gedurende de nacht hadden.
Daarnaast bestudeerde de onderzoekers petunia bloemen nog eens extra goed. Zo ontdekte de onderzoekers dat deze hun kroonbladeren bewegen in een dag en nacht ritme. S’ nachts bewogen de bladeren zich nog eens extra naar achteren, alsof de bloem nog meer open wilde dan die al was. Dit laat zien dat petunia net als Nicotiana attenuata, z’n bloem opening synchroniseert met z’n geur emissie.
Literatuur
Yuri Choi, Moonyoung Kang, Hyeonjin Kim, Taein Kim, Eunae Park, Jumi Kim, Hyunwoo Kim, Hyejung Yun, Hangah Lim, Youngbin Oh, Giltsu Choi, Sang-Gyu Kim, CONSTANS-LIKE 5 facilitates flower opening and scent biosynthesis in Solanaceae, The Plant Cell, Volume 38, Issue 2, February 2026, koag016, https://doi.org/10.1093/plcell/koag016
Plant en Zo 