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.

Flower symmetry

Flower symmetry

Flowers come in different forms and shapes, but they all have symmetry. Chinese researchers show in Science Advances how plants regulate that symmetry.

Flowers show different forms of symmetry. There are flowers of which each petal is identical to its neighbour, these flowers are multiple symmetrical. But you have also flowers that only show a left-right symmetry, like those of the monkeyflowers (Mimulus). Those flowers consist of two large petals at the top, two smaller petals at the bottom, and a nectar spur containing petal in the middle at the bottom. The researchers decided to figure out the regulation behind those two-sided symmetry flowers.

Firstly they created mutants. In this case mutants that instead of two-sided symmetry showed multiple symmetry. In these flowers, it turned out that a protein for turning on and off other genes, the flower symmetry gen CYCLOIDEA, to be more abundant. More CYCLOIDEA appears to cause the multiple symmetry.

A feedback loop between CYCLOIDEA and BLADE-ON-PETIOLE enables the two-sided symmetry

Subsequently the researchers analysed which gene in the mutants was altered, they found the mutation back in the gene BLADE-ON-PETIOLE. Now the researchers could figure out how the flower symmetry is regulated by BLADE-ON-PETIOLE. First they found out through fishing which proteins bind to BLADE-ON-PETIOLE. This appeared to be both CYCLOIDEA and a protein that marks proteins for degradation. But they did not bind simultaneously.

Binds CYCLOIDEA to BLADE-ON-PETIOLE, then BLADE-ON-PETIOLE is not broken down, but instead it puts a break on the production of CYCLOIDEA. This in turn causes more breakdown of BLADE-ON-PETIOLE. This feedback loop ensures that CYCLOIDEA is only produced in the upper two petals. Interferes a mutation the feedback loop, then all petals get the message from CYCLOIDEA to develop themselves into large petals.

Literature

Yuan Gao et al., BLADE-ON-PETIOLE interacts with CYCLOIDEA to fine-tune CYCLOIDEA-mediated flower symmetry in monkeyflowers (Mimulus).Sci. Adv.10 ,eado4571(2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado4571

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

Bloem symmetrie

Bloem symmetrie

Bloemen komen in verschillende verschijningen, maar allemaal zijn ze symmetrisch. Chinese onderzoekers laten in Science Advances zien hoe planten die symmetrie reguleren.

Bloemen vertonen verschillende vormen van symmetrie. Zo heb je bloemen waarvan elk kroonblad hetzelfde is, deze bloemen zijn meervoudig symmetrisch. Maar je hebt ook bloemen die enkel een links rechts symmetrie vertonen, zoals de maskerbloem (Mimulus). Deze heeft twee grote kroonbladeren aan de bovenkant, twee kleinere kroonbladeren aan de onderkant met onder in het midden nog een vijfde nectarspoor bevattend kroonblad. De onderzoekers besloten om de achterliggende regulatie van die tweezijdige symmetrie van maskerbloemen uit te zoeken.

Het eerste wat ze deden is mutanten maken. In dit geval mutanten die in plaats van tweezijdige symmetrische bloemen, meerzijdige symmetrische bloemen hadden. In deze bloemen bleek een gen aanzetter, het bloem symmetrie gen CYCLOIDEA, meer aan te staan. Meer CYCLOIDEA zorgde er dus waarschijnlijk voor de meerzijdige symmetrie.

Een feedbackloop tussen CYCLOIDEA en BLADE-ON-PETIOLE zorgt voor de tweezijdige symmetrie

Vervolgens bepaalde de onderzoekers welk gen in de mutanten gemuteerd was. De mutatie vonden ze terug in het gen BLADE-ON-PETIOLE. Nu konden de onderzoekers uitpluizen hoe BLADE-ON-PETIOLE de bloem symmetrie regelt. Door te vissen naar eiwitten die aan BLADE-ON-PETIOLE binden ontdekte de onderzoekers dat het eiwit aan zowel CYCLOIDEA als een eiwit dat andere eiwitten voor afbraak markeert bindt. Maar niet te gelijk.

Bindt CYCLOIDEA aan BLADE-ON-PETIOLE, dan wordt BLADE-ON-PETIOLE niet afgebroken. Maar remt het ook de aanmaak van meer CYCLOIDEA. Wat er weer voor zorgt dat er meer afbraak van BLADE-ON-PETIOLE is. Deze feedbackloop zorgt ervoor dat CYCLOIDEA alleen in de bovenste twee kroonbladeren aanstaat. Doorbreekt een mutatie in BLADE-ON-PETIOLE de feedbackloop, dan krijgen alle bladeren van de boodschap van CYCLIODEA om tot grote kroonbladeren te ontwikkelen.

Literatuur

Yuan Gao et al., BLADE-ON-PETIOLE interacts with CYCLOIDEA to fine-tune CYCLOIDEA-mediated flower symmetry in monkeyflowers (Mimulus).Sci. Adv.10 ,eado4571(2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado4571

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.