Autoimmune plants

Autoimmune plants

By autoimmunity the immune system is turned on to quickly. Now American researchers show in Nature Plants that for some plants that show autoimmunity this is because they also react to harmless bacteria.

Plants in which their immune system is activated while there are no pathogens are autoimmune. They are smaller and their leaves show yellow or dead spots. And although there are no pathogens, a whole scala of other non-pathogenic bacteria are living on and in those plants. The researchers decided to study the influence of these bacteria on the immune system.

Firstly they searched for a mutant that reacted differently to the bacteria living on their leaves. The researchers found this in a plant that did not make the protein TIP1. These plants were smaller, had lots of yellow spots on their leaves and curiously, one bacteria family was dominating the bacteria on their leaves. And just like by other autoimmune plants, the genes for defence were constantly on.

There are at least two ways of autoimmunity

But when comparing to other autoimmune mutants, the researchers noticed something different. In contrast to lost of other autoimmune mutants, the autoimmune symptoms of TIP1-less plants disappeared when they grew in a environment without bacteria. Then TIP1-less plants did just as good as TIP1-containing plants. A subsequent analysis the researchers found two other autoimmune mutants that also grew normal in a bacteria free environment.

This was reflected in the genes that are active in the TIP1-less plants. When they grow in a bacteria free environment, then these are comparable to TIP1-containing plants. But in an environment with bacteria, then the genes that are active showing more overlap with those of other autoimmune mutants.

The autoimmunity of TIP1-less plants is probably due to that they also react to the non-pathogenic bacteria that grow on their leaves. They assume that these are pathogenic, and turn on their immune response. Why exactly this happens, and what TIP1 does; that the researchers are studying next.

Literature

Cheng, Y.T., Thireault, C.A., Zhang, L. et al. Roles of microbiota in autoimmunity in Arabidopsis leaves. Nat. Plants 10, 1363–1376 (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-024-01779-9

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.

Auto-immuun planten

Auto-immuun planten

Bij auto-immuniteit slaat het immuunsysteem te snel aan. Nu laten Amerikaanse onderzoekers in Nature Plants zien dat sommige planten auto-immuniteit vertonen omdat ze ook op onschuldige bacteriën reageren.

Planten waarbij hun immuunsysteem aanslaat terwijl er geen ziektekiemen zijn, zijn auto-immuun. Deze planten zijn kleiner van stuk en hun bladeren kunnen gele of dode plekken hebben. En alhoewel er geen ziektekiemen zijn, leven er op en in deze planten wel een heel scala van andere normaal niet ziekmakende bacteriën. De onderzoekers besloten de invloed van die bacteriën op het immuunsysteem nader te onderzoeken.

Het eerste was ze deden was opzoek gaan naar een mutant die anders om de op het blad groeiende bacteriën reageerden. Die vonden de onderzoekers in een plant die het eiwit TIP1 niet meer goed maakten. Deze planten waren kleiner, hadden veel gele plekken op hun bladeren, en een bacterie familie domineerde de bacterie samenstelling op hun blad. Net zoals in andere auto-immuun mutanten waren ook in deze planten de genen voor de verdediging constant aangeschakeld.

Er zijn dus minstens twee soorten auto-immuniteit

Maar bij het vergelijken met andere auto-immuun mutanten viel de onderzoekers iets op. In tegenstelling tot veel ander auto-immuun mutanten verdwenen de auto-immuun symptomen bij de TIP1 mutant als deze groeide in een omgeving zonder bacteriën. Dan deden TIP1 loze planten het net zo goed als TIP1 bevattende planten. Bij bestudering van andere auto-immuun mutanten ontdekte de onderzoekers nog twee mutanten waarbij dit ook gold.

Dit was ook terug te zien in de genen die de TIP1-loze plant aanstaan. Groeit hij in een bacterie-loze omgeving, dan zijn de gelijk aan TIP1 bevattende planten. Maar in een omgeving met bacteriën dan komen de genen die aanstaan meer overeen met die van andere auto-immuun mutanten.

De auto-immuniteit van TIP1-loze planten komt waarschijnlijk doordat deze planten ook de op hun groeiende niet-ziekmakende bacteriën reageren. Ze denken dat er kwaadwillige bacteriën aanwezig zijn, en zetten daarom hun immuun respons aan. Hoe dat precies komt en wat TIP1 wanneer het aanwezig is doet; dat gaan de onderzoekers nu bestuderen.

Literatuur

Cheng, Y.T., Thireault, C.A., Zhang, L. et al. Roles of microbiota in autoimmunity in Arabidopsis leaves. Nat. Plants 10, 1363–1376 (2024). https://doi.org/10.1038/s41477-024-01779-9

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.

Bullseye

Bullseye

Flowers go all out for getting noticed by pollinators, like accentuating their centre with a different colour. Now Englisch researchers show in Science Advances that this pattern establishes itself early in hibiscus flower development.

The dark yellow stamen full with pollen form a stark contrast with the blue-purple spot that forms the middle of the hibiscus flower. The transition from the blue-purple to the white of the rest of the petals is abrupt. Researchers wondered how a plant can regulate this that precisely and decided to study it in more detail.

They started with a close-up of the developing petals. Early on in development two regions could be distinguished. One close by the base of the petal, and one at the tip. The cells at the base of the petal started stretching out early, while the cells at the tip of the petal kept dividing for longer. In between, at about one third from the base of the petal, the largest cells were found.

These largest petal cells appeared to be at the location of the future border of the blue-purple centre. To confirm this the researchers studied hibiscus plants that had a smaller centre in the middle of their flowers. Here, as well, the cells at the base of the petals stretched themselves early, while the cells at the tip of the petal were still dividing. Only the largest petal cells were located at one tenth from the base of the petal. Just like the border of the smaller centre.

Pollinators prefer flowers with medium and large sized purple centres

Subsequently the researchers created plants with a large blue-purple centre. They did this through enabling plants to produce more of TCP4.1, a gene regulator. At first sight there appeared to be no differences. The largest petal cells were still located at about one third from the base. But also cells beyond the largest petal cells turned purple.

But zooming in more appeared to be going on. All petal cells divided for a similar length of time. And cells at the base of the petal that stretched themselves got to about the same size, only beyond the one third border the cells stated smaller. The researchers suspect that these changes in cell division and stretching out are the reason why the blue-purple centre stretches itself beyond the one third border.

Now I hear you think, nice. But does it makes a difference for the pollinators. That, the researchers also tested through observing the preference of bees for particular round discs with purple centres and sugar water. They used purple centres of three different sizes. They noticed that the bees clearly prefer the middle sized centres over the small ones. While they did not show a strong preference between the middle and large sized purple centres.

Literature

Lucie Riglet et al., Hibiscus bullseyes reveal mechanisms controlling petal pattern proportions that influence plant-pollinator interactions. Sci. Adv. 10, eadp5574(2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp5574

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

In de roos

In de roos

Bloemen doen er veel aan om hun op te vallen bij bestuivers, bijvoorbeeld door hun midden duidelijk te accentueren met een andere kleur. Nu laten Engelse onderzoekers in Science Advances zien dat de hibiscus dit patroon zich al vroeg ontwikkeld.

De donker gele stuifmeelkorrels steken scherp af tegen de grote blauw-paarse stip die het midden van hibiscusbloemen vormt. De overgang van het blauw-paars naar de rest van het witte bloemblad is abrupt. De onderzoekers vroegen zich af hoe de plant dit zo precies kon regelen, en besloten dit nader te onderzoeken.

Beginnend met een close-up van zich nog ontwikkelende bloemblaadjes. Al vroeg in de bloemblad ontwikkeling onderscheidde de onderzoekers twee regio’s, een dicht bij de basis en een bij de tip van het blad. De cellen in de bladbasis regio begonnen zich al vroeg uit te rekken, terwijl de cellen bij de tip van het blad langer bleven delen. Daartussen in, op ongeveer een derde van het blad bevonden zich de grootste cellen.

Die grootste cellen lijken zich op de plek van de toekomstige rand van de blauw-paarse stip te bevinden. Om dit te bevestigen bestudeerde de onderzoekers hibiscus planten die een kleinere stip in het midden van hun bloemen hadden. Ook daar rekte de cellen in de bladbasis regio zich al vroeg uit, terwijl de cellen in de tip regio nog volop aan het delen waren. Alleen grootste cellen bevonden zich al op een tiende van de bladbasis. Net zoals de rand van de kleinere stip.

Bestuivers hebben een voorkeur voor bloemen met middelgrote en grote middenstippen

Vervolgens creëerden de onderzoekers planten met een grotere blauw-paarse stip. Dit deden ze door de planten extra van TCP4.1, een gen regulator, te laten maken. Op het eerste gezicht leek er weinig aan de hand, de grootste cellen bevonden zich nog steeds op een derde vanaf de bladbasis. Maar ook cellen voorbij de grootste cellen kleurde paars.

Maar toen de onderzoekers beter keken bleek er toch iets meer aan de hand te zijn. Alle cellen van het bloemblad deelden even lang, en de cellen die zich aan de bladbasis zich uitrekte werden ongeveer allemaal even groot. Pas na de een derde grens bleven de cellen kleiner. De onderzoekers vermoeden dat deze veranderingen in verhoudingen van delende en zich uit strekkende cellen de oorzaak is dat de blauw-paarse stip voorbij de een derde grens zich uitstrekt.

Ik hoor je denken leuk dit allemaal, maar maakt het voor de bestuivers iets uit. Ook dat testen de onderzoekers. Door de voorkeur van bijen voor een ronde schijf met paarse stip met suikerwater te testen. Ze gebruikte paarse stippen met drie verschillende doorsneden. Hierbij zagen de onderzoekers dat de bijen een duidelijke voorkeur hadden voor de middelste doorsnee over de kleinste. Wat betreft de grootste en de middelste paarse stippen was er geen duidelijke voorkeur.

Literauur

Lucie Riglet et al., Hibiscus bullseyes reveal mechanisms controlling petal pattern proportions that influence plant-pollinator interactions. Sci. Adv. 10, eadp5574(2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp5574

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.