From growth to flowering

From growth to flowering

During the transition from growth to flowering the growth centre is changing from form and function. Instead of leaves, it now will produce flowers. The team of George Coupland characterised what exactly changes and how the plant is regulating this.

Growth centres are the reason that plants can grow new tissues during their whole life. For example the root growth centre produces new roots. And the shoot growth centre produces new shoots and leaves. But when it is time to flower and reproduce, the shoot growth centre undergoes a transformation. No longer will it be repressing flower development genes. Now the growth centre will start repressing shoot and leaf genes. But what is happening during this transition, that the researchers decided to find out.

To start they characterised the visible changes that occur during the transition of the growth centre. They discovered that the growth centre is not only increases in size, it also gets dome shaped. An important regulator in all this appeared to be AP2. Growth centres of plants without AP2 did not show those changes. But when plants produced more AP2, then the growth centre was increasing even more in size.

During the transition from growth to flowering SOC1 takes over from AP2

The growth of the growth centre, so discovered the researchers, occurred manly due to the fact that the zones directly outside the centre increased in size. There were more daughter cells that were ready for further development. During the first four days of the transition they were still developing leaves. But after that they also started to develop flowers, and seven days after the start of the transition they only developed flowers.

Subsequently the researchers studied how long the AP2 stays. Because it is known from AP2 that it is repressing flowering. But, so discovered the researchers, AP2 is absent seven days after the start of the transition. This was due to the flower development promoting SOC1. SOC1 appears at the start of the transition, However, in the beginning AP2 tries to prevent SOC1 being there. This works for about seven days after the start of the transition. After that SOC1 takes over and holds back AP2.

The moment that SOC1 takes over for AP2, the transition is complete. Then the growth centre can only produce flowers.

Literature

Bertran Garcia de Olalla, E., Cerise, M., Rodríguez-Maroto, G. et al. Coordination of shoot apical meristem shape and identity by APETALA2 during floral transition in Arabidopsis. Nat Commun 15, 6930 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-51341-6

Share this

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

Van groei naar bloei

Van groei naar bloei

Tijdens de overgang van groei naar bloei veranderen groeikernen van vorm en functie. In plaats van bladeren gaan ze nu bloemen produceren. Een team onder leiding van George Coupland bracht in kaart wat er precies veranderd en hoe de plant dat reguleert.

Groeikeren zorgen ervoor dat planten gedurende hun hele leven nieuwe weefsels kunnen aanmaken. Zo maakt de wortelgroeikern nieuwe wortels aan. En de stengelgroeikern nieuwe stengels en bladeren. Maar op het moment dat het tijd is om te bloeien en voort te planten, ondergaat de stengelgroeikern een transformatie. Niet langer onderdrukken de groeikerncellen de bloei-genen. Nu gaan ze juist actief de blad-genen onderdrukken. Maar wat er gebeurt tijdens die overgang, dat zochten de onderzoekers uit.

Om te beginnen brachten ze in kaart wat voor zichtbare veranderingen zich voortdeden in de groeikern. Zo ontdekte ze dat de groeikern meer cellen krijgt en koepelvormig wordt. Een belangrijk regulator hierin bleek AP2 te zijn. De groeikeren van planten zonder AP2 ondergingen deze veranderingen niet. Maar maakte planten meer AP2 aan, dan groeide de groeikern nog meer.

Tijdens de overgang van groei naar bloei neemt SOC1 het stokje van AP2 over

De groei van de groeikern, zo ontdekte de onderzoekers, zat er vooral in dat de zones om de kern in omvang toenamen. Er waren dus meer dochtercellen, die klaar stonden om zich verder te ontwikkelen. Gedurende de eerste vier dagen van de overgang ontwikkelde ze nog tot bladeren. Daarna begonnen ze zich ook tot bloem te ontwikkelen, en zeven dagen na het begin van de overgang ontwikkelede er zich enkel nog bloemen.

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers hoe lang het AP2 aanwezig blijft. Van AP2 is namelijk bekend dat het de ontwikkeling van bloemen onderdrukt. Maar, zo zagen de onderzoekers, AP2 is zeven dagen na het begin van de overgang al afwezig. Dit bleek te komen door het bloem ontwikkeling stimulator SOC1. SOC1 komt wanneer de overgang begint. AP2 probeert in het begin SOC1 nog wel tegen te houden. Dit lukt tot ongeveer zeven dagen na het begin van de overgang. Daarna neemt SOC1 het stokje van AP2 over, en houdt het AP2 tegen.

Op het moment dat SOC1 de overhand krijgt van AP2 is de overgang compleet. De groeikern maakt nu enkel en alleen nog maar bloemen aan.

Literatuur

Bertran Garcia de Olalla, E., Cerise, M., Rodríguez-Maroto, G. et al. Coordination of shoot apical meristem shape and identity by APETALA2 during floral transition in Arabidopsis. Nat Commun 15, 6930 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-51341-6

Deel dit

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.

How plants protect themselves against UV radiation

How plants protect themselves against UV radiation

Plants also get harmed by the sun, especially by UV radiation. UV radiation damages not only their DNA, but also their proteins and lipids. Resulting in cell death, and wilting and yellowing of their leaves. It also leads to abnormal growth.

Enough reasons for plants to avoid this damage. And that is just what plants do. This starts with perception of UV-B, plants use for this the UVR8 photoreceptor. This receptor is always present. But when there is no UV-B two UVR8 receptors are closely bonded. But UV-B radiation breaks this bond. Enabling UVR8 to get into the nucleus and turn on UV-B defence genes. These activate the protection against UV-B.

UV-B protection consists of different parts. Firstly plants try to avoid damage. They do this by producing flavonoids, so called ‘sunscreen’ molecules, like anthocyanin and flavonol. This are pigments that absorb UV-B radiation, making it harmless in the process.

Second in line is the repair of the damage. For this the plant goes to DNA damage repair proteins. They, while temporary inhibiting DNA replication, make sure that the mistakes and breakages due to UV-radiation get repaired.

Why plants die from sunscreen

So plants make their own sunscreen. You don’t need to cover them with sunscreen to protect them. When you do that, ironically they die.

The reason is as follow: Sunscreen contains substances that block UV radiation. Only they also block visible light. Light that plants need for photosynthesis to make sugars. Without photosynthesis they starve. So when you smear plants in with sunscreen, you starve them, leading ultimately to their death.

Literature

Chen Shi, Hongtao Liu, How plants protect themselves from ultraviolet-B radiation stress, Plant Physiology, Volume 187, Issue 3, November 2021, Pages 1096–1103, https://doi.org/10.1093/plphys/kiab245

Tanaka, Y. , Parker, R. and Aganahi, A. (2023) Photoprotective Ability of Colored Iron Oxides in Tinted Sunscreens against Ultraviolet, Visible Light and Near-Infrared Radiation. Optics and Photonics Journal, 13, 199-208. doi: 10.4236/opj.2023.138018.

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

Hoe planten zich tegen UV straling beschermen

Hoe planten zich tegen UV straling beschermen

Ook planten ondervinden schadelijke effecten van de zon, en dan met name van UV straling. UV straling beschadigt niet alleen hun DNA maar ook hun eiwitten en vetten. Met als gevolg dat hun cellen dood gaan, hun bladeren slap gaan hangen en vergelen. Daarnaast kunnen planten ook raar gaan groeien.

Genoeg reden dus om schaden te voorkomen. En dat doen planten dan ook. Dit begint met het waarnemen van UV-B met de UVR8 fotoreceptor. Deze receptor is altijd aanwezig, maar bij afwezigheid van UV-B zijn twee UVR8 receptoren innig verbonden. UV-B straling verbreekt die bond. UVR8 kan dan de nucleus binnen gaan en UV-B verdedigingsgenen aan te zetten. Die zetten de bescherming tegen UV-B ingang.

UV-B bescherming bestaat uit verschillende onderdelen. Als eerste proberen planten schade te voorkomen. Dit doen ze door de aanmaak van flavonoïden, zogenoemde ‘zonnebrand’ moleculen, zoals anthocyanine, en flavonol. Dit zijn pigmenten die UV-B straling absorberen en zo onschadelijk maken.

De tweede linie is het repareren van de schade. Hiervoor schakelen planten DNA schade reparatie eiwitten in. Samen met het tijdelijk opschorten van DNA vermenigvuldiging, zorgen die ervoor dat de fouten en breuken die door UV straling zijn ontstaan weer gerepareerd worden.

Waarom planten dood gaan door zonnebrand

Planten maken dus hun eigen zonnebrand aan. Je hoeft ze dus niet in te smeren met zonnebrand om ze te beschermen. Doe je dat toch, dan gaan ironisch genoeg dood.

Dat komt zo: Zonnebrand bevat stoffen die UV straling tegen houden. Alleen houden ze ook zichtbaar licht tegen. En laten planten nu dat net nodig hebben om met behulp van fotosynthese suikers aan te maken. Kunnen ze dat niet, dan verhongeren ze. Dus als je planten insmeert met zonnebrand, dan verhonger je ze en gaan ze uiteindelijk dood.

Literatuur

Chen Shi, Hongtao Liu, How plants protect themselves from ultraviolet-B radiation stress, Plant Physiology, Volume 187, Issue 3, November 2021, Pages 1096–1103, https://doi.org/10.1093/plphys/kiab245

Tanaka, Y. , Parker, R. and Aganahi, A. (2023) Photoprotective Ability of Colored Iron Oxides in Tinted Sunscreens against Ultraviolet, Visible Light and Near-Infrared Radiation. Optics and Photonics Journal, 13, 199-208. doi: 10.4236/opj.2023.138018.

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.