To mow or not to mow

To mow or not to mow

Framers do rather not want toxic plants in their grass clippings that they use as feed for their animals. Now American researchers show in Scientific Reports that mowing actually contributes to the distribution of the toxic silverleaf nightshade (Solanum elaeagnifolium).

When plants are stressed they turn to survival mode. This enables plants to reproduce, even when things go pear shaped. Especially plants that humans earmark as weeds appear to do this especially well. These plants distribute super quickly despite, or maybe due to, human intervention. The researchers therefore decided to study the effect of mowing on the weed silverleaf nightshade.

Earlier published research already showed that the seeds of mowed plants that survived were heavier and germinated better, than those of not mowed plants. Now the researcher studied the flowers.

Mowing of the silverleaf nightshade actually helps its distribution

They noticed that the flowers of plants that survived being mowed were bigger. In addition the researchers noted that these plants had more stems containing flowers. Moreover, the flower petals were less munched on by insects. And the larvae that fed on those petals grew less quickly.

All suggesting that mowed silverleaf nightshade plants scale up their defence response. Because of this, less insects damage the plants, resulting in more mowed plants surviving long enough to develop seeds. Mowing is actually giving weeds like the silverleaf nightshade a double advantage: they survive better, and make healthier seeds that germinate more readily. Explaining how they can distribute quickly.

Although it has to be said that this study does not show that other weeds use the same mechanisms. But when this turns out to be the case, then a better control strategy might be not mowing instead of mowing.

Literature

Chavana, J., Singh, S., Vazquez, A. et al. Local adaptation to continuous mowing makes the noxious weed Solanum elaeagnifolium a superweed candidate by improving fitness and defense traits. Sci Rep 11, 6634 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-85789-z

Vasquez, A., Alaniz, A., Dearth, R. et al. Continuous mowing differentially affects floral defenses in the noxious and invasive weed Solanum elaeagnifolium in its native range. Sci Rep 14, 8133 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-58672-w

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

Maaien of niet maaien

Maaien of niet maaien

Giftige planten willen boeren liever niet tussen hun maaisel dat dient als voer hebben. Nu laten Amerikaanse onderzoekers in Scientific Reports zien dat maaien juist bijdraagt aan de verspreiding van de giftige zilverbladerige nachtschade (Solanum elaeagnifolium).

Bij stress schieten planten vaak in de overlevingsmodus. Dit zorgt ervoor dat ze ondanks alles zich toch nog voortplanten. Voornamelijk planten die door mensen zijn aangemerkt als onkruid lijken dit voortreffelijk goed toe kunnen. Deze planten verspreiden zich razend snel ondanks of misschien wel dankzij alle menselijke ingrepen. De onderzoekers besloten daarom het effect van maaien op het onkruid zilverbladerige nachtschade te onderzoeken.

Eerder gepubliceerd onderzoek had al duidelijk gemaakt dat de zaden van planten die een maaibeurt overleefden zwaarder waren en beter ontkiemden dan planten die geen maaibeurt hadden gehad. Nu bestudeerde de onderzoekers de bloemen.

Het maaien van de zilverbladerige nachtschade helpt met z’n verspreiding

Wat opviel was dat bloemen van planten die een maaibeurt hadden overleeft groter waren. Daarnaast noteerden de onderzoekers per plant meer stengels met bloemen. Ook toonde de bloemblaadjes minder vraatsporen. Verdere groeide rupsen gevoed met bloemblaadjes van gemaaide planten ook minder snel.

Dit alles suggereert dat gemaaide zilverbladerige nachtschade planten hun verdediging een tandje hoger zetten. Hierdoor vreten insecten de planten minder aan, waardoor er meer planten het lang genoeg overleven om zaden te ontwikkelen. Maaien geeft dus onkruid zoals de zilverbladerige nachtschade dubbel voordeel: ze overleven het beter, en maken gezonderde zaden die beter ontkiemen. Zo kunnen ze zich snel verspreiden.

Al moet gezegd worden dat deze studie niet aanduid of ander onkruid het zelfde mechanisme gebruikt. Maar mocht het zo zijn dan is misschien niet maaien een betere controle strategie dan maaien.

Literatuur

Chavana, J., Singh, S., Vazquez, A. et al. Local adaptation to continuous mowing makes the noxious weed Solanum elaeagnifolium a superweed candidate by improving fitness and defense traits. Sci Rep 11, 6634 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-85789-z

Vasquez, A., Alaniz, A., Dearth, R. et al. Continuous mowing differentially affects floral defenses in the noxious and invasive weed Solanum elaeagnifolium in its native range. Sci Rep 14, 8133 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-58672-w

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.

Early division

Early division

Cells within organisms only divide when they have a certain amount of stem cell identity. Now Dutch researchers show in Development that the PLETHORA genes are turning on this stem cell identity directly after fertilisation.

To keep control over their shape, organisms tightly control which cells are allowed to divide. In general this will be the stem cells and the cells that directly derive from those. In plants these stem cells are located in the growth centres of the roots and shoots. Who when and where is allowed to divide is decided with help of a complex management system.

One group of genes that are controlling the dials of the management system are the PLETHORA genes. These determine how a cell divides. Longitudinal, perpendicular, or maybe diagonal. At the moment lots is known about how PLETHORA genes do their job in seedlings and older plants, but not so much in embryo’s.

To find out if PLETHORA genes are actual turned on in embryo’s the researchers firstly analysed if the genes that PLETHORA is regulating are also on during embryo development. De 197 genes that are controlled by PLETHORA turned out to be indeed turned on in developing embryo’s.

PLETHORA is needed right from the start to manage the cell divisions

Subsequently the researchers studied which PLETHORA gene is turned on when and where during embryo development. In total there are 6 PLETHORA genes. All 6, it turned out, are turned on at specific moments during embryo development. Each had its own pattern. Of the 6 two, PLETHORA 2 and 4 are already turned on shortly after fertilisation.

The researchers found out what the effect on the early embryo development PLETHORA 2 and 4 have. They did this by studying plants without PLETHORA 2 and 4, or to be more precise they studied plants in which one of the two genes was completely turned off, and the other reduced to half its original presence. They found that by about 25% of these plants embryo development stops shortly after fertilisation.

Studying the aborted embryo’s the researchers noticed that the majority of these embryo’s had not divided at all. By the aborted embryo’s that had divided, the division had not taken place at its expected place. PLETHORA is thus needed right from the start to manage the cell divisions.

Lastly the researchers asked if the other PLETHORA genes could replace PLETHORA 2 and 4 genes. This turned out to be the case. When they replaced PLETHORA 2 and 4 for PLETHORA 1 together with the instructions of being expressed like PLETHORA 2, then hardly any embryo’s aborted their development. This also shows that when and where PLETHORA genes are active determines it function more than the shape of its protein.

Literature

Merijn Kerstens, Carla Galinha, Hugo Hofhuis, Michael Nodine, Renan Pardal, Ben Scheres, Viola Willemsen; PLETHORA transcription factors promote early embryo development through induction of meristematic potential. Development 15 June 2024; 151 (12): dev202527. doi: https://doi.org/10.1242/dev.202527

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

Vroege deling

Vroege deling

Cellen in organismen delen alleen wanneer ze een bepaalde mate van stamcel-identiteit hebben. Nu laten Nederlandse onderzoekers in Development zien dat PLETHORA genen de stamcel-identiteit al gelijk na de bevruchting aanzetten.

Om controle te houden op hun uiterlijk begrenzen organismen welke cellen mogen delen. In het algemeen zijn dit de stamcellen en de cellen die hier direct vanaf stammen. In planten bevinden deze stamcellen zich in de groeikeren van de wortels en de stengel. Wie wanneer en tot waar mag delen bepaald de plant met behulp van een complex management systeem.

Een groep genen die aan de knoppen van dit management systeem zitten zijn de PLETHORA genen. Deze genen bepalen hoe de cel deelt. Door de lengte, de breedte, of misschien diagonaal. Nu is er veel bekend over hoe PLETHORA genen werken in zaailingen en oudere planten, maar niet in embryo’s.

Om na te gaan of de PLETORA genen überhaupt iets doen in embryo’s bestudeerde de onderzoekers eerst of de genen die PLETHORA aanstuurt ook aanstaan gedurende embryo ontwikkeling. De 197 genen aangestuurd door PLETHORA bleken inderdaad aan te staan in embryo’s.

PLETHORA is al vanaf het prille begin nodig om de celdeling te managen

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers welke PLETHORA genen waar en wanneer aanstaan in de embryo. In totaal zijn er 6 PLETHORA genen. Alle 6 bleken ze op enig moment gedurende de ontwikkeling van de embryo aan te staan. Elk met z’n eigen patroon. Wat op viel dat twee van de 6 genen, PLETHORA 2 en 4 al net na de bevruchting aanstaan.

De onderzoekers gingen na hoe noodzakelijk PLETHORA 2 en 4 voor de ontwikkeling van de embryo zijn. Dit deden ze door planten zonder zowel PLETHORA 2 als 4 te bestuderen. Of accurater ze bestudeerde planten waar een van de twee PLETHORA genen helemaal was uitgeschakeld, en een maar op halve kracht aanwezig was. Bij ongeveer 25% van deze planten stopte de embryo ontwikkeling al snel na bevruchting.

Bij bestudering van de gestopte embryo’s zagen de onderzoekers dat bij het merendeel van die embryo’s helemaal geen celdeling had plaats gevonden. Bij de embryo’s die wel hadden gedeeld was de deling niet op de verachtte plaats. PLETHORA is dus al vanaf het prille begin nodig om de celdeling te managen.

Als laatste vroegen de onderzoekers zich af of ander PLETHORA genen PLETHORA 2 en 4 konden vervangen. Dit bleek het geval te zijn. Vervingen ze PLETHORA 2 en 4 voor PLETHORA 1 samen met de instructies om de plaats van PLETHORA2 in te nemen, dan stopte er nauwelijks embryo’s met hun ontwikkeling. Dit laat ook zien dat waar en wanneer een PLETHORA gen aanstaat meer bepalend is voor z’n functie dan z’n specifieke form.

Literatuur

Merijn Kerstens, Carla Galinha, Hugo Hofhuis, Michael Nodine, Renan Pardal, Ben Scheres, Viola Willemsen; PLETHORA transcription factors promote early embryo development through induction of meristematic potential. Development 15 June 2024; 151 (12): dev202527. doi: https://doi.org/10.1242/dev.202527

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.