What makes strawberry plants run

What makes strawberry plants run

If you ever grew strawberry plants then you know they are prone to produce runners, which produce daughter plants along their stems, but no strawberries. This is not only a nuisance for the hobby gardener, but also for farmers. Now a group of Chinese and American researchers found out how plants regulate the formation of those runners.

Runners develop from so called auxiliary meristems, meristems that are formed in the hooks and crannies of the stem and from which branches originate. Those branches can adopt different identities. There is the run of the mill branch that we all recognise as a branch. In strawberry plants those regular branches are replaced by two other types of branches. The branch crowns on which flowers and eventually the strawberries form. And the runners. Now a strawberry plant can choose what type of branch the auxiliary meristem develops. It is known that high temperature and long days results in runners, while low temperatures and short days gives strawberry producing crown branches. But scientist want to know what else might influence the plants decision, so they set out to find out.

Running only as an adult

The first thing that the researchers did was checking how their wild-type strawberry plants behave. While doing this they realised that that the auxiliary meristems formed when the plant was still a juvenile, developed as branch crowns, while the auxiliary meristems that developed when the plant had reached its adult stage, developed into runners. This gave them a reliable phenotype which they could interrogate with mutant studies.

The first mutant to be analysed was that for the production of gibberellin. When the plant could not produce gibberellin the auxiliary meristems of mature plants developed into branch crowns, even when the auxiliary meristems were formed when the plant reached its adult stage. Indicating that gibberellin steers these meristems towards the development of runners.

A second mutant that the researchers tested was for the red and far-red light receptor PhyB. Sowing that when this receptor doesn’t work the auxiliary meristems from the juvenile stage of the plant don’t mature. Indicating that the perception of red light is needed for the auxiliary meristems to mature.

Four developmental stages

Now having all those mutants, and clear developmental stages the researchers wanted to find out what regulates the gibberellin production that is needed for the switch from branch crowns to runners. By comparing the genes that were active during those different stages the researchers found a group of four transcription factors, which regulate gene transcription. One of these, ZFP6, the researchers further investigated.

Like the gibberellin mutant, plants that do not have a functional ZFP6 gene also don’t produce runners. Moreover, they don’t activate the production of gibberellin, indicating that ZFP6 likely regulates this.

While previously it was suggested that there are only two stages of auxiliary meristem development, initiation and outgrowth, this study adds two more stages. After the initiation stage the researchers say there is a maturation stage. This is the stage in which red-light perception plays a role. This stage is followed by a fate determination stage, which in strawberry is influenced by the level of gibberellin. The researchers renamed the outgrow stage into differentiation stage, which is governed by local cytokinin levels.

Literature

Guo L., Li M., Luo X., He T., Ma N., Tang S., and Liu Z. (2026). Integrative regulation of axillary meristem maturation and stolon fate determination in strawberry by light, gibberellin, and ZFP6. Mol. Plant. 19, 191–207. https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.12.001

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

Wat maakt dat aardbeienplanten wegkruipen

Wat maakt dat aardbeienplanten wegkruipen

Iedereen die wel eens een aardbeienplant heeft gegroeid weet dat ze gegarandeerd uitlopers produceren. Aan deze kruipende stengel groeien dochter planten, maar geen aardbeien. Dit is niet alleen frustrerend voor hobby tuinders, maar net zo goed voor boeren. Nu heeft een groep Chinese en Amerikaanse onderzoekers uitgezocht hoe de planten de ontwikkeling van deze uitlopers reguleren.

Uitlopers ontwikkelen zich uit zo genaamde okselknoppen die zich vormen in de oksels van de stengels en waaruit zijtakken groeien. Deze takken kunnen verschillende identiteiten aannemen. Zoals de dertien in een dozijn tak die we allemaal als tak herkennen. In aardbeienplanten zijn deze reguliere takken vervangen door twee andere soorten takken. De eerste zijn de zo genaamde ‘branch crowns’ waaraan de bloemen en uiteindelijk de aardbeien groeien. De tweede zijn de uitlopers. Nu kan een aardbeienplant kiezen tot welk type tak de okselknoppen zich ontwikkelen. Hierbij zorgt lange dagen en hoge temperaturen ervoor dat er meer uitlopers komen terwijl er bij lage temperaturen en kort dagen er meer ‘branch crowns’ komen. Maar onderzoekers wilde weten wat nog meer de beslissing beïnvloed.

Alleen volwassen planten kruipen weg

Het eerste wat de onderzoekers deden was nagaan hoe hun wilde aardbeienplanten zich gedragen. Zo ontdekte de onderzoekers dat okselknoppen gevormd terwijl de plant nog niet volwassen was zich verder ontwikkelde als ‘branch crowns’ terwijl de okselknoppen gevormd wanneer de plant volwassen is zich verder ontwikkelede tot uitlopers. Dit gaf de onderzoekers een betrouwbaar fenotype die ze konden bevragen met mutantenstudies.

De eerste mutant die ze analyseerde was die voor de productie van gibberelline. De okselknoppen van planten die geen gibberelline produceerde ontwikkelde zich allemaal tot ‘branch crowns’ ook al waren ze pas gevormd toen de plant al volwassen was. Dit laat zien dat gibberelline de okselknoppen dirigeert richting de ontwikkeling van uitlopers.

Een tweede mutant die de onderzoekers testte was die van een roodlicht sensor, PhyB. Hierbij zagend e onderzoekers dat wanneer deze sensor niet werkt, de okselknoppen van de niet-volwassen groei-stadium niet rijpen. Dit suggereert dat de waarneming van roodlicht nodig is om de okselknoppen te laten rijpen.

Vier ontwikkelingsstadia

Nu met al deze mutanten, en duidelijke ontwikkelingsstadia wilde de onderzoekers uitzoeken hoe de gibberelline productie, die nodig is voor de switch van ‘branch crowns’ naar uitlopers, is gereguleerd. Door het vergelijken van de genen die actief waren in deze verschillende stadia vonden de onderzoekers een groep van vier gen-aanzetters. Een daarvan, ZFP6, besloten de onderzoekers verder te onderzoeken.

Net zoals de gibberelline mutant, produceerde ook planten zonder functioneel ZFD6 geen uitlopers. Daarnaast zetten deze planten ook de productie van gibberelline niet aan, wat suggereert dat ZFD6 dit reguleert.

Eerder studies suggereren dat er maar twee stadia van okselknop ontwikkeling zijn, initiatie en uitgroei, maar deze studie voegt daar nog twee stadia aan toe. Na het initiatie stadium zeggen de onderzoekers is een rijpingsstadium. Dit is het stadium waarin roodlicht waarneming een rol heeft. Hierop volgt een lot beslissend stadium, in aardbei wordt deze beslissing beïnvloed door de hoeveel gibberelline aanwezig is. De onderzoekers gaven ook het uitgroei stadium een andere naam, het differentiatie stadium, de plant reguleert dit stadium met lokale cytokinin ophopingen.

Literatuur

Guo L., Li M., Luo X., He T., Ma N., Tang S., and Liu Z. (2026). Integrative regulation of axillary meristem maturation and stolon fate determination in strawberry by light, gibberellin, and ZFP6. Mol. Plant. 19, 191–207. https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.12.001

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.

Moving reproductive siRNAs

Moving reproductive siRNAs

When thinking about plant reproduction you might be forgiven thinking that all the action happens in flowers. Small interference RNA, or siRNA for short, that originated elsewhere in the plant also play a role. In fact, without them pollen are largely not viable. The one exception, at least so scientists thought, where the brassica species. Now a new study shows that they siRNAs as well, only they produce them slightly different.

In most plants the siRNAs required for reproduction are called phasiRNAs. They are made via a miRNA route. They are absent in brassica species. However, there were hints that reproductive siRNAs still might have a role to play. Therefore, a group of international researchers decided to find out.

Knowing that an alternative way to produce siRNAs occurs via Polymerase IV the researchers looked at pollen viability of a Capsella rubella plant without a working Polymerase IV. In those plants pollen development stopped halfway through.

Moving siRNAs

Now to find out if this arrested pollen development was due to a signal from the rest of the plant, the researchers grafted the roots of a normal plant to the shoots of a Polymerase IV missing plant. Finding that pollen development was partially restored. Next, they looked at the siRNA levels in those grafted plants. Finding that the siRNA levels were restored in the pollen.

Now the question was, what are those siRNAs doing in the pollen cells. There are two possible options, the first is that they function as guides for DNA methylation, marks on the DNA that tell the cell not to express those genes. The other is that siRNAs influence cell development through functioning as guides earmarking messenger RNAs for breakdown, in this way siRNAs can prevent messenger RNA being translated into proteins.

Influencing protein translation

Looking to methylation levels in pollen from the grafted plants the researchers found that plants with normal roots but shoots in which Polymerase IV was missing did not restore methylation levels to that in normal plants.

However, looking at the gene expression level, or messenger RNA levels to be more precise, the researchers did find that plants with normal roots but shoots in which Polymerase IV was missing had mostly comparable gene expression levels as normal plants. Suggesting that the in Capsella rubella Polymerase IV is needed for the production of reproductive siRNAs, and that these siRNAs work at the regulating gene expression on messenger RNA level.

While the grafting experiments indicate that these reproductive siRNAs are produced in the roots. Genetic analysis suggests that other non-reproductive tissues like shoots and leaves also produce these siRNAs.

Now you can imagen that the environment has some influence on the targets for these  reproductive siRNAs. In this way the plant can tailor gene expression of its offspring towards the environment it likely encounters.

Literature

Kai Bartusch, Tina B Schreier, Michaela Fischer-Stettler, Samuel C Zeeman, Elisabeth Truernit, Grafting Reveals Organ-Autonomous and Feedback Roles of Root Phloem Development in Source-Sink Dynamics, Journal of Experimental Botany, 2026;, erag042, https://doi.org/10.1093/jxb/erag042

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

Reizende voortplantings-siRNAs

Reizende voortplantings-siRNAs

Denkend aan de voortplanting van planten ben je vergeven als je denkt dat het allemaal in de bloemen gebeurt. Maar ook kleine interfereren RNAs, of siRNAs in het kort, die ergens anders in de plant ontstaan hebben een rol. In feite, zonder deze siRNAs zijn stuifmeelkorrels voor een groot deel niet levensvatbaar. De enige uitzondering, ten minste dat was wat onderzoekers dachten, waren de brassica soorten. Maar een nieuwe studie laat zien dat ook die siRNAs gebruiken bij de voortplanting, al produceren ze deze op een net iets andere manier.

In de meeste planten zijn de siRNAs die nodig zijn voor de voortplanting van het type phasiRNAs, en worden via een miRNA route gemaakt. Deze zijn echter afwezig in de brassica soorten. Al waren er wel aanwijzingen dat voortplantings-siRNAs ook daar een rol hadden. Daarom besloot een groep van internationale onderzoekers om dit verder te onderzoeken.

Ze wisten van een alternatieve methode om siRNAs te produceren, via Polymerase IV. Daarom bestudeerde de onderzoekers de levensvatbaarheid van stuifmeelkorrels in Capsella rubella planten zonder een werkende Polymerase IV. In deze planten stopte de ontwikkeling van pollen halverwege.

Reizende siRNAs

Om uit te vinden of dit door een signaal kwam dat ergens anders in de plant geproduceerd werd enten de onderzoekers de wortel van normale planten aan de stengels van planten die Polymerase IV miste. Dit herstelde de ontwikkeling van stuifmeelkorrels gedeeltelijk. Vervolgens, keken de onderzoekers naar het niveau van siRNA in deze geënte planten. Dit liet zien dat deze hersteld waren in de stuifmeelkorrels.

Nu was de vraag wat die siRNAs in de stuifmeelkorrels deden. Daarvoor zijn er twee mogelijke opties. De eerste is dat ze functioneren als gidsen voor DNA methylatie, markeringen op het DNA dat aan de cel laten weten op die genen niet aan te zetten. De andere optie is dat ze messenger RNA voor afbraak markeren, op deze manier voorkomt siRNA dat messenger RNA naar eiwitten vertaald wordt.

Eiwit translatie reguleren

Kijkend naar het methylatie niveau in stuifmeelkorrels van geënte planten zagen de onderzoekers dat in planten met normale wortels maar stengels zonder Polymerase IV het methylatie niveau niet hersteld was naar het niveau in normale planten.

Maar, kijkend naar genexpressie, of om preciezer te zijn naar het niveau van messenger RNA, zagen de onderzoekers dat dit wel hersteld was in de geënte planten met normale wortels maar stengels zonder Polymerase IV. Dit suggereert dat in Capsella rubella Polymerase IV nodig is voor de productie van siRNAs en dat deze siRNAs genexpressie reguleert op messenger RNA niveau.

De geënte planten laten zien dat deze voortplantings-siRNAs uit de wortels komen. Maar genetische analyse suggereert dat ook andere niet-voortplantingsweefsel zoals stengels en bladeren deze siRNAs produceren.

Zoals je kunt voorstellen is het waarschijnlijk dat de omgeving beïnvloed voor welke doel-genen de plant voortplantings-siRNA maakt. Op deze manier kan de plant de genexpressie van z’n nageslacht passend bij de omgeving waarin die terecht komt vormgeven.

Literatuur

Kai Bartusch, Tina B Schreier, Michaela Fischer-Stettler, Samuel C Zeeman, Elisabeth Truernit, Grafting Reveals Organ-Autonomous and Feedback Roles of Root Phloem Development in Source-Sink Dynamics, Journal of Experimental Botany, 2026;, erag042, https://doi.org/10.1093/jxb/erag042

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.