Handiness in flowers

Handiness in flowers

Twist to the left, twist to the right. Mirror image flowers place their male and female organs on opposite side of the flower midline, preventing self-fertilization. But to ensure pollination, it helps if half of the flowers of a species are oriented the opposite way. Now a group of international researchers report that how South African butterfly lily (Wachendorfia paniculata) ensures this is remarkable similar to how sex in humans is decided.

In plants flowers can be right- or left-handed. In right-handed flowers the female style is located on the right of the flower midline, while the majority of its stamen are located on the left side of the midline. Left-handed flowers are organised in the opposite way. This prevents self-fertilization. But as pollinators are dusted with pollen on only one side of their body, pollination would only occur if some flowers of the population have an opposite handiness. In some species flowers on a single plant alternate, in other species an individual is either left- or right-handed. In both cases it is not clear how handiness is regulated.

Twisting styles

The authors of this latest paper wanted to find out and singled in on the South African butterfly lily, in which individuals are either left- or right-handed. After confirming that is indeed the case the researchers observed that the handiness was already noticeable in the closed buds. A time-lapse video showed twisting styles, indicating that the handiness is not simple bending to one side. Zooming in individual cells of the style, the researchers noticed that those at the base of the style where twisted.

After accidentally growing some of the buds upside down the researchers noticed that they showed a handiness opposite of what was expected. Suggesting gravity was involved. Looking at this more closely, showed that the cells that were at the bottom stretched themselves out more than those at the top, which enabled the twisting of the style or stamen in one direction. But growing the buds upside down means that the cells that where at the bottom are now at the top and the other way around, leading to a twist in the other direction.

Two to tango

To confirm that twisting cells and gravity are the only things that are needed to introduce left or right-handiness, the researchers put the whole thing through a simulation. Confirming that indeed twisting and gravity was all what was needed. What’s more, they are needed together, without one, the other has little effect, and the style and stamen don’t twist and are located in the middle of the flower. This was subsequently confirmed experimental.

After knowing how, mechanically, flower handiness works, the researchers wanted to know the genetics behind it. So, they sequenced left- and right-handed South African butterfly lilies. First, they found that in right-handed plants had a YUCCA-R gene while this gene was absent in the left-handed plants.

Underlying genetics

Diving in deeper to find out where on the genome this YUCCA-R gene was located let to the discovery that left-handed plants were missing a small stretch of a chromosome. In right-handed plants this stretch of DNA contained the YUCCA-R gene and two other genes.

Following up on those three genes, the researchers found that YUCCA-R is responsible for the twisting the style to the right, while the other two genes where responsible for the stamen twisting the opposite direction. If YUCCA-R or those two other genes are absent, then the stamen and style are located on the same side of the flower.

So, the presence or absence of that small stretch of chromosome determines if the flowers of the South African butterfly lily are right- or left-handed. This kind of resembles how in humans the presence or absence of the Y-chromosome determines if the individual is male or female. But also like in humans, it is not absolute, gravity and additional mutations also have their say.

Literature

Haoran Xue et al., Supergene control of chiral development in mirror-image flowers. Science 393, eaeb1157 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb1157

Or for the BioRxiv version https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.08.29.672924v1

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox

Handigheid in bloemen

Handigheid in bloemen

Draai naar links, Draai naar rechts. Spiegelbeeld bloemen plaatsen hun mannelijke en vrouwelijke organen aan tegenovergesteld zijde van de middenlijn om zelffertilisatie te voorkomen. Maar om bestuiving te bevorderen helpt het als de helft van de bloemen van een soort net andersom georiënteerd zijn. Nu rapporteert een groep internationale onderzoekers dat de Zuid Afrikaanse vlinder lelie (Wachendorfia paniculata) doet dit op een manier die verassend genoeg vergelijkbaar is met hoe sekse in mensen wordt bepaald.

In planten kunnen bloemen links-of rechtshandig zijn. In rechtshandige bloemen zit de vrouwelijke stijl rechts van het midden, terwijl de meerderheid van de meeldraden aan de linkerkant zitten. Bij linkshandige bloemen is dit precies andersom. Dit voorkomt zelffertilisatie. Maar omdat bestuivers maar aan een kant van hun lichaam met stuifmeelkorrels oppikken, vindt bestuiving alleen plaats als sommige bloemen in de populatie tegenovergestelde handigheid hebben. In sommige soorten verschilt de handigheid van bloemen van een individu per bloem, in andere soorten zijn de individuen geheel rechts- of linkshandig. In beide gevallen is het niet duidelijk hoe handigheid gereguleerd is.

Draaiende stijlen

De auteurs van dit nieuwe artikel wilde dit uitzoeken, en zoomde in op de Zuid Afrikaanse vlinder lelie, waarvan de individuen links- or rechtshandig zijn. Na bevestiging dat dit inderdaad het geval is zagen de onderzoekers dat de handigheid al in de nog gesloten bloemknoppen zichtbaar was. Een time-lapse video liet twistende stijlen zien, een indicatie dat handigheid meer is dan simpel naar een kant buigen. Inzoomend op individuele cellen van de stijl zagen de onderzoekers dat die aan de basis van de stijl gedraaid waren.

Na per ongeluk een paar bloemknoppen op de kop te hebben gegroeid zagen de onderzoekers een tegenovergestelde handigheid dan verwacht. Dit suggereert dat zwaartekracht betrokken was. Dit in meer detail bestuderend zagen de onderzoekers dat de cellen aan de onderkant zich meer uitstrekte dan die aan de bovenkant, wat de draaiing naar een kant veroorzaakte. Maar door de bloemknoppen op z’n kop te groeien kwamen de cellen die normaal aan de onderkant zitten boven, en die boven liggen onder, wat voor een draaiing de andere kant op zorgde.

Twee voor tango

Om te bevestigen dat de draaiende cellen en zwaartekracht de enige benodigde dingen waren om links- of rechtshandigheid te introduceren stopte de onderzoekers dit alles in een stimulatie. Die bevestigde dat inderdaad draaiende cellen en zwaartekracht was alles wat nodig was. De stimulatie liet ook zien dat als er maar een van die twee aanwezig waren de stijl en meeldraden dan in het midden van de bloem zitten. De bevestigde de onderzoekers vervolgens experimenteel.

Nu de onderzoekers wisten hoe mechanisch gezien de handigheid van bloemen werkt, gingen de onderzoekers opzoek naar de achterliggende genetica. Hiervoor sequencen ze eerst het genoom van de Zuid Afrikaanse vlinder lelie. Als eerste vonden de onderzoekers dat in rechtshandige planten een YUCCA-R gen hadden die afwezig was in linkshandige planten.

Onderliggende genetica

Dieper in duikend in waar in het genoom dit YUCCA-R gen precies zat leidde tot de ontdekking dat linkshandige planten een klein deel van een chromosoom miste. In rechtshandige planten bevat dit stuk DNA het YUCCA-R gen en twee andere genen.

Deze drie genen opvolgend ontdekte de onderzoekers dat het YUCCA-R gen verantwoordelijk is voor de draaiing naar rechts van de stijl, terwijl de andere twee genen verantwoordelijk waren voor het draaien van de meeldraden in de tegenovergestelde richting. Bij afwezigheid van of het YUCCA-R gen of de twee andere genen zaten de stijl en de meeldraden aan dezelfde kant van de bloem.

Dus, de aanwezigheid of afwezigheid van een klein stuk van een chromosoom bepaald of de bloemen van de Zuid Afrikaanse vlinder lelie rechts- of linkshandig zijn. Dit is soort van vergelijkbaar met hoe in mensen de aanwezigheid of afwezigheid van het Y-chromosoom bepaald of een individu een man of vrouw is. Al is dit net zoals in mensen, niet absoluut, zwaartekracht en mogelijke mutaties hebben ook een vinger in de pap.

Literatuur

Haoran Xue et al., Supergene control of chiral development in mirror-image flowers. Science 393, eaeb1157 (2026). https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb1157

Or voor de BioRxiv versie https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.08.29.672924v1

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

De reparatie voeden

De reparatie voeden

Planten helen zichzelf snel na verwonding. Deze ongeplande celdelingen en groei gaan gepaard met de vraag naar extra brandstof. Hoe planten ervoor zorgen dat de extra brandstof de wond bereikt is niet helemaal duidelijk. Nu laat een nieuwe paper van Israëlische onderzoekers zien dat alhoewel deze extra brandstof bij de wond in de vorm van sucrose aangeleverd wordt, het glucose is die de aan de wond grenzende cellen voedt.

Wond reparatie gaat snel in planten. Nadat de worteltip is afgehakt, vormt zich een nieuwe binnen 72 uur, dat is binnen drie dagen. En dit is niet een haastig gevormde worteltip, de nieuwe ziet eruit en functioneert net zoals de oude versie. Nu kan je indenken dat dit een aantal snel opeenvolgende celdelingen en groei vereist. En dat dit alles veel brandstof nodig heeft om het gaande te houden. Wetend hoe het voeden van dit herstel werkt, waar de knelpunten zitten, en hoe deze kunnen worden overkomen helpt veredelaars bij het ontwikkelen van gewassen die zichzelf snel repareren na beschadiging.

De auteurs van dit nieuwe artikel gingen aan de slag om dit uit te vinden. Als eerste keken ze of gemakkelijk voorhanden via fotosynthese geproduceerde suikers hiervoor nodig waren. Dit deden ze door de fotosynthese of chemisch of mechanisch door het verwijderen van de bladeren te blokkeren en te kijken of wortels met afgehakte worteltips een nieuwe vormde, wat ze niet deden.

Ophoping van sucrose

Daaropvolgend volgde de onderzoekers sucrose, het hoofdproduct van de fotosynthese, met behulp van een sucrose sensor. Hierbij vonden ze dat in de eerste uren na het afhakken van de worteltip sucrose opeenhoopte vlakbij, maar niet direct bij de wond. Alsof het werd tegengehouden om verder te gaan.

Nu zijn er een aantal genen, de LBD genen, wiens eiwitten als uitsmijters functioneren op orgaan grenzen. Dit wetende besloten de onderzoekers om na te gaan wat sucrose en worteltip regeneratie deden in planten zonder deze LBD genen. In die LBD missende planten kon sucrose inderdaad de wond bereiken, maar dat deed niet veel goeds, de worteltip regenereerde niet.

Nu was de vraag hoe brandstof wel de wond bereikte? Om een idee te krijgen van de genen die betrokken konden zijn en of die een hint op een antwoord konden geven keken de onderzoekers naar de genen die actief waren op dat moment. Hierbij vonden ze twee gen families, CWINVs en STPs, die betrokken zijn bij de omzetting van sucrose in glucose en bij het transport van glucose in de ruimte tussen de celwanden. De locatie van de activiteit van deze twee gen families kwam overeen met de locatie van sucrose bij de wond.

Glucose komt binnen

Dit suggereert dat sucrose wordt omgezet in glucose wanneer het de grens bereikt waar het niet overheen mag. Om dit te bevestigen gebruikte de onderzoekers een glucose sensor om het laatste stadia van de brandstof route te volgen. Hierbij zagen ze dat glucose inderdaad zich verzameld bij de wond. Maar alleen wanneer de worteltip aan het regenereren is. En alleen wanneer CWINVs en STPs aanwezig zijn. Planten zonder CWINVs en STPs regenereren hun worteltip niet, zelfs niet als de onderzoekers sucrose of glucose aanbieden.

Als laatste gingen de onderzoekers na wat er gebeurt als de plant meer STPs kan gebruiken tijdens het heel proces. Dit versnelde het helen onder normale, brandstof gelimiteerde omstandigheden. Maar bij een overmaat aan brandstof werken de extra STPs het snel helen tegen.

Dus, gewonde planten repareren hun schade snel. Dit voeden ze door extra sucrose aan te voeren die bij de wond, net voordat het de cellen binnen gaat die aan de wond grenzen en het zware werk doen, wordt omgezet in het makkelijk bruikbare glucose. Het is waarschijnlijk deze opdeling van taken dat het mogelijk maakt dat planten hun schade snel herstellen.

Literatuur

R. Matosevich, M. Della Zuana, I. Cohen, & I. Efroni, Wounding-induced redirection of sugar transport fuels tissue repair, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (25) e2535587123, https://doi.org/10.1073/pnas.2535587123 (2026).

Or for the BioRxiv version https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.01.13.699335v1

Bedankt voor het lezen
Vond je het interessant, overweeg dan een van de volgende acties

🍵 Buy me a tea

Volg me op LinkedIn of BlueSky
Stuur het door aan een vriend of collega
Abonnneer je op m’n nieuwsletter zodat de volgende automatisch in je inbox verschijnt.

Fuelling the repair

Fuelling the repair

When plants are wounded, they quickly set to heal themselves. These unplanned cell divisions and growth require extra fuel. How the plant makes sure this fuel reaches the wound site is not clear. Now a new paper from Israeli scientists shows that while this extra fuel reaches the wound site in the form of sucrose, it is actually glucose that feeds the wound adjacent cells.

Wound repair is quick in plants. When a root-tip is decapitated, a new one is formed within 72 hours, that is within three days. And this is not some badly done rush job, the new root-tip looks and functions just like the old one. Now as you can imagen this requires a quick succession of cell divisions and cell growth. All requiring lots of fuel to keep them going. Knowing how the fuelling of the repair works, where its bottlenecks are, and how they can be overcome can help breeders with designing crops that quickly heal themselves after damage.

The authors of this new paper set out to figure that out. First, they looked if any readily available, through photosynthesis produced sugars, are needed. They checked this by blocking photosynthesis either chemically or by removing the leaves and looked if decapitated roots regenerated their root-tip, which they did not.

Accumulating sucrose

Following this they followed sucrose, the main product of photosynthesis, by using a sucrose sensor. Finding that in the first hours after decapitating the root-tip it accumulated near the wound-side, but not at it. Like it was prevented from going in.

Now there are some genes, the LBD genes, whose proteins function as bouncers at organ borders. Knowing this the researchers decided to check out sucrose flow and root-tip regeneration in plants without LBD genes. In those LBD missing plants sucrose indeed entered the wound site, but it did no good, the root-tips did not regenerate.

Now the question was how did the fuel enter the wound site? To get some idea of which genes might be involved in this and if they might hint towards an answer, the researchers looked at which genes were active at that time. Finding two families of genes, CWINVs and STPs, which are involved in the conversion of sucrose into glucose and glucose transport in the space between cell walls. The location of activity of these two gene families matched the sucrose location at the wound-site.

Glucose gets in

All these results suggests that sucrose is converted into glucose when it reaches that border it isn’t allowed to cross. To check this the researchers used a glucose sensor to follow the last stage of the fuel route. Finding that indeed glucose piles up at the wound-site. But only while the root-tip is regenerating. And only when CWINVs and STPs where present. Plants without CWINVs and STPs did not regenerate their root-tips as well, even if the researchers supplied sucrose or glucose.

Lastly the researchers checked what happened when the plant could use more STPs during wound healing. This sped up the healing process under normal, fuel limited conditions. When there was and abundance of fuel, the extra STPs actually worked against rapid repair.

So, wounded plants quickly repair the damage. They fuel this by supplying sucrose to the wound-site which just before it enters the cells that do the heavy lifting, is transformed into ready to use glucose molecules. It is likely this division of labour enables plants to repair the damage that quickly.

Literature

R. Matosevich, M. Della Zuana, I. Cohen, & I. Efroni, Wounding-induced redirection of sugar transport fuels tissue repair, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (25) e2535587123, https://doi.org/10.1073/pnas.2535587123 (2026).

Or for the BioRxiv version https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.01.13.699335v1

Thanks for reading.
If you like what you read, support me with on of the following actions

🍵 Buy me a tea

Follow me on LinkedIn or BlueSky
Share it with a friend or co-worker
Singing up to my newsletter so my next blog lands directly in your inbox