Double manipulation for efficiency

Double manipulation for efficiency

Plant infecting viruses use ingenious techniques for optimal distribution. As show scientist in Science Advances that TYLCV manipulates both its host plant and its distributor.

Plant infecting viruses cause lots of damage. It is estimated that at least 30 billion dollars of crops are lost on an annual basis due to viruses spread by insects. By studying the tactics of these viruses, researchers hope to find ways to better protect those crops.

In this way researchers found that viruses manipulate plants to produce volatile compounds that attract insects. Those insects ingest the virus while they are feeding on the plant. And they give the virus to the next plants they visit. Viruses also can manipulate those insects it catches a ride from, so that those insects find non-infected plants more attractive than infected plants.

Infected plants release more beta-mycrene, making them wildly attractive to white flies

One of the big virus propagators are white flies. And one of the viruses it spreads is TYLCV. TYLCV causes lots of damage in tomato plants. Intriguingly, a non-infected white fly is more attracted to infected plants. While an infected white fly prefers non-infected plants. The researchers decided to investigate this in more detail.

First the researchers investigated which volatile compounds the infected and non-infected tomato plants release. This resulted in a list of twelve volatile compounds that the infected and none-infected plant released in different quantities. When the researchers let the white fly choose between those substances, the white fly showed a preference for beta-mycrene. A compound that infected plants release double the amount of.

The ultimate test was if the white fly preference also holds in practice. For this the researchers created plants that did not produce any beta-mycrene. The white flies did not prefer those plants. No matter if they were infected or not.

TYLCV also manipulate white flies, after infection they no longer smell beta-mycrene

Subsequently the researchers studied the white fly. They were especially interested in which odour receptor recognises beta-mycrene. Six white fly odour receptors were inactive after infection with the virus. The researchers permanently inactivated those receptors one by one. After turning off receptor OR6 the white flies did no longer preferred infected tomato plants.

In not infected white flies OR6 is normally turned on. This explains its preference for tomato plants that release beta-mycrene. But after infection the virus turns OR6 off. Then white flies no longer smell beta-mycrene, which makes infected and non-infected plants equally attractive.

TYLCV is manipulating therefore both the plants and white flies so it can spread itself optimally. Plant breeders and farmers can use this knowledge. By for example, breeding tomato plants that can no longer produce any beta-mycrene. Or by luring white flies away with the smell of beta-mycrene.

Literature

Peng Liang et al., (2025) A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission. Sci. Adv. 11, eadr4563. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4563

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

Dubbele manipulatie voor effectiviteit

Dubbele manipulatie voor effectiviteit

Plant infecterende virussen gebruiken vernuftige technieken om zich optimaal te verspreiden. Zo laten onderzoekers in Science Advances zien dat TYLCV zowel de plant als z’n verspreider manipuleert.

Plant infecterende virussen richten grote schade aan. Een schatting is dat ten minste 30 miljard dollar aan gewassen jaarlijks verloren gaan aan door insecten overgedragen virussen. Door de werkwijze van deze virussen te bestuderen hopen onderzoekers manieren te vinden om gewassen beter te beschermen.

Zo ontdekte onderzoekers dat virussen planten manipuleren om geurstoffen aan te maken die insecten lokken. Die insecten krijgen het virus binnen met hun plant maaltijd. Vervolgens geven ze het virus door aan de volgende planten die ze bezoeken. Ook kan het virus insecten manipuleren zodat ze niet geïnfecteerde planten interessanter vinden dan geïnfecteerde planten.

Geïnfecteerde planten stoten meer beta-mycrene uit, wat ze woest aantrekkelijk voor witte vliegen maakt

Een van de grote virus verspreiders is de witte vlieg. En een van de virussen die het verspreid is TYLCV. TYLCV richt grote schade aan in tomatenplanten. Opvallend genoeg heeft een niet besmette witte vlieg de voorkeur voor besmette tomatenplanten. Terwijl een besmette witte vlieg de voorkeur heeft voor onbesmette tomatenplanten. De onderzoekers besloten dit nader te onderzoeken.

Als eerste bestudeerde de onderzoekers welke vluchtige stoffen geïnfecteerde en niet geïnfecteerde tomatenplanten uitzenden. Dit resulteerde in een lijst van twaalf uitgestoten stoffen die verschilde tussen geïnfecteerde en niet geïnfecteerde planten. Tussen deze stoffen lieten de onderzoekers de witte vlieg kiezen. Die bleek vooral een voorkeur te hebben voor beta-mycrene. Een stofje dat geïnfecteerde planten twee keer zo veel van uitstoten.

De ultieme test was of dit ook in de praktijk gold. Daarvoor ontwikkelde de onderzoekers planten die geen beta-mycrene meer konden maken. Voor deze planten hadden witten vliegen geen voorkeur, ongeacht ze geïnfecteerd waren of niet.

TYLCV manipuleert ook de witte vlieg, na besmetting ruikt deze geen beta-mycrene meer

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers de witte vlieg. Ze waren voornamelijk geïnteresseerd welke geur receptor bete-mycrene oppikt. Zes witte vlieg geur receptoren bleken uitgeschakeld te zijn na besmetting met het virus. Deze schakelde de onderzoekers een voor een permanent uit. Bij uitschakeling van receptor OR6 bleek de witte vlieg geen voorkeur meer te hebben voor besmette tomatenplanten.

In niet besmette witte vliegen staat OR6 gewoon aan. Wat z’n voorkeur voor tomatenplanten die beta-mycrene uitstoten verklaard. Maar na infectie schakelt het virus OR6 uit. Nu ruikt de witte vlieg beta-mycrene niet meer en zijn geïnfecteerde en niet geïnfecteerde tomatenplanten even aantrekkelijk.

TYLCV manipuleert dus zowel de plant als de witte vlieg om het virus optimaal te verspreiden. Nu dit bekend is kunnen veredelaars en boeren hierop inspelen. Bijvoorbeeld door witte vliegen weg te lokken met beta-mycrene. Of door tomatenplanten te ontwikkelen die geen beta-mycrene maken.

Literatuur

Peng Liang et al., (2025) A plant virus manipulates both its host plant and the insect that facilitates its transmission. Sci. Adv. 11, eadr4563. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4563

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.

Self-restricting parasites

Self-restricting parasites

For parasitic plants it is a disadvantage if they all latch on the same host. Now Swedish and Japanese researchers show in PNAS that some parasitic plants at least can control this.

Worldwide there are lots of parasitic plants. Plants that latch on and infect a host plant so they can siphon off nutrients. In this regard it is a disadvantage for parasitic plants to latch on the same host. But up till now not much was known if parasitic plants control their numbers like symbionts do. This the researchers decided to investigate.

Doing so led to the finding that Phtheirospermum japonicum parasites that got to an already infected plant had less chance of successful latching on. How later they arrived, how smaller their change of success.

Cytokinin from Phtheirospermum japonicum halts late arriving parasites

Subsequently the researchers searched for the signal that reduces the chance of success for the late arrivals. For this, they analysed which genes were activated in Phtheirospermum japonicum after infecting its host. Which it turned out to be mostly genes involved in the production of the hormone cytokinin.

With help of a cytokinin biosensor the researchers subsequently see that the host plant has more cytokinin in its roots above the infection site and in its shoots. In addition, the researchers noticed that when they applied cytokinin locally on the roots, that this inhibited the infection by Phtheirospermum japonicum.

The cytokinin signal is only traveling to the shoot, but not to other roots of the infected plant. Still these roots are less infected by Phtheirospermum japonicum after a first infection. Therefore, the researchers suspect that the plant converts the cytokinin signal in the shoot before sending the signal back to the roots. What this new signal is, the researchers still need to find out.

Literature

A. Kokla, M. Leso, J. Šimura, C. Wärdig, M. Hayashi, N. Nishii, Y. Tsuchiya, K. Ljung, & C.W. Melnyk (2025) A long-distance inhibitory system regulates haustoria numbers in parasitic plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (8) e2424557122, https://doi.org/10.1073/pnas.2424557122

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

Zelf begrenzende parasieten

Zelf begrenzende parasieten

Voor parasiterende planten is het ongunstig om met z’n allen op dezelfde gastheerplant te zitten. Nu laten Zweedse en Japanse onderzoekers in PNAS zien dat sommige parasiterende planten dit kunnen controleren.

Wereldwijd zijn er veel parasiterende planten. Planten die een gastheerplant binnendringen om voedingstoffen af te tappen. Nu is het, voor die parasiterende planten onvoordelig om met z’n alle op dezelfde gastheerplant te zitten. Maar tot nu toe was er weinig bekend of parasiterende planten, net zoals voor symbionten, hun aantallen op een gastheer actief regelen. Dat besloten de onderzoekers te onderzoeken.

Zo ontdekte de onderzoekers dat Phtheirospermum japonicum parasieten die bij een al geïnfecteerde plant aankwamen minder succes hadden om de plant binnen te dringen. Hoe later ze aankwamen, hoe minder kans de parasieten nog hadden.

Cytokinin uit Phtheirospermum japonicum houdt later arriverende parasieten tegen

Vervolgens gingen de onderzoekers opzoek naar het signaal dat de succeskans voor de laatkomers verkleint. Hiervoor bestudeerde ze naar welke genen aangingen in Phtheirospermum japonicum nadat deze z’n gastheer binnendringt. Dit bleken voornamelijk genen betrokken bij de productie van het hormoon cytokinin te zijn.

Met behulp van een cytokinin biosensor zagen de onderzoekers vervolgens dat de gastheerplant meer cytokinin heeft in z’n wortels boven de infectie locatie en in z’n stengels en bladeren. Vervolgens merkte de onderzoekers dat wanneer ze cytokinin aanbrachten op de wortels van gastheerplanten dit de infectie met Phtheirospermum japonicum tegenhield.

Het cytokinin signaal reist wel naar de stengels en de bladeren maar niet naar niet geïnfecteerde wortels van de plant. Toch worden ook deze wortels minder door Phtheirospermum japonicum geïnfecteerd na een eerste infectie. Daarom vermoeden de onderzoekers dat de plant het cytokinin signaal in de stengels omzet en daarna terugstuurt naar de wortel. Wat dit signaal precies is daar moeten de onderzoekers nog achter komen.

Literatuur

A. Kokla, M. Leso, J. Šimura, C. Wärdig, M. Hayashi, N. Nishii, Y. Tsuchiya, K. Ljung, & C.W. Melnyk (2025) A long-distance inhibitory system regulates haustoria numbers in parasitic plants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (8) e2424557122, https://doi.org/10.1073/pnas.2424557122

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.