Apparently not synchronised

Apparently not synchronised

In spring all plants of the same species appear to flower at the same time. Their age apparently does not matter. Now American researchers show that age may indeed have a role.

Synchronised flowering of plants is the source of exuberant floral splendour. At the same time it helps with the pollination of the flowers. To make sure that their flowering is in step with that of others of their species plants use many environmental factors. Like temperature and daylength. But the age of the plant also plays a role. As for success a plant needs to flower before it dies.

The researchers decided to study to what effect age plays a role in flowering time. This they did using plants that need a cold period before they can flower. In addition they kept all other environment factors constant so that they did influence on the outcome. In comparison with plants that did not need a cold period to flower, the flowering of plants that did require a cold period appeared to be more synchronized.

With the emphasis on appeared. Closer analysis made clear that also plants that need a cold period flower asynchronous. Plants that germinated well before the cold period started flowered sooner after the cold period than plants that had just germinated at the start of the cold period. Although those last ones were younger when flowering.

The rate of FT activation appears to be correlated with the age of the leaf

To find an explanation the researchers studied how strongly the flowering-gene FT and the FT repressing gene FLC were turned on in the different leaves of the plant. FT appeared to be strongly expressed in leaves that grew during and after the cold period, but was hardly expressed in leaves that were present before the cold period started. In contrast FLC was strongly expressed in leaves that grew before the cold period, but less in leaves that grew during the cold period, and mostly turned off in leaves that grew after the cold period.

FT was not turned on at the same rate as FLC was turned off. From this it appears that during the cold period FT is not losing its repression by FLC but probably also activated by an unknown factor. The amount of activation appears to correlated with the age of the leaf that the researchers were studying.

All together a lot of assumptions. But enough to be able to say that there are other factors, in addition to a cold period, that determine when a plant flowers. One of the factors that the researchers like to study in more detail is age.

Literature

Huang, P.-K., Schmitt, J. and Runcie, D.E. (2024), Exploring the molecular regulation of vernalization-induced flowering synchrony in Arabidopsis. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19680

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

Toch niet synchroon

Toch niet synchroon

In het voorjaar lijken alle planten van een soort te gelijk te bloeien. Hun leeftijd lijkt er niet toe te doen. Nu laten Amerikaanse onderzoekers zien dat leeftijd weldegelijk een rol kan spelen.

De uitbundige bloemenpracht in het voorjaar is deels te danken aan het synchroon bloeien van planten van dezelfde soort. Dit helpt het met de bevruchting van de bloemen. Om te zorgen dat hun bloei gelijk is met dat van hun soortgenoten maken planten gebruik van zoveel mogelijk omgevingsfactoren. Zoals temperatuur en daglengte. Maar de leeftijd van de plant heeft ook een vinger in de pap. Voor succes is het namelijk wel handig dat een plant bloeit voordat deze doodgaat.

De onderzoekers besloten te analyseren in hoeverre de leeftijd invloed heeft op de bloeitijd. Dit deden ze met planten die een koude periode nodig hadden voordat ze kunnen bloeien. De onderzoekers zorgde ervoor dat andere omgevingsfactoren geen invloed kon hebben door de planten in constante condities te groeien. In vergelijking met planten die geen koude periode nodig hadden leken deze planten meer synchroon te bloeien.

De nadruk hier ligt op lijkt. Bij nader analyse bleken ook de planten die een koude periode nodig hadden asynchroon te bloeien. Planten ontkiemt ver voor de koude periode inging bloeide eerder dan planten die net ontkiemt waren bij de start van de koude periode. Al bloeide die laatste planten wel op een jongere leeftijd.

Hoe sterk FT aangaat hangt samen met de leeftijd van het blad

Om dit te verklaren bestudeerde de onderzoekers hoe sterk het bloei-gen FT en het  FT onderdrukkende gen FLC in verschillende bladeren van de plant aanstond. FT bleek in grotere mate aan te staan in de bladeren die groeide tijdens na de koude periode dan in bladeren die al aanwezig waren voor de koude periode inging. FLC daar en tegen stond aan in de bladeren die groeide voor de koude periode, minder aan in bladeren die groeide tijdens de koude periode en zo goed als uit in de bladeren na de koude periode.

FT gaat dus niet in dezelfde mate aan als FLC uitgaat. Dit suggereert dat tijdens de koude periode er FT niet alleen de FLC onderdrukking verliest, maar waarschijnlijk ook door een nog onbekende factor geactiveerd wordt. En de mate van activatie lijkt dan weer samen te hangen met de leeftijd van het blad dat de onderzoekers bestudeerde.

Alles bij elkaar nog een hoop aannames. Maar genoeg om te kunnen zeggen dat behalve een koude periode ook andere, nog onbekende, factoren bepalen wanneer een plant bloeit. Een van de factoren die de onderzoekers nader willen bestuderen is leeftijd.

Literatuur

Huang, P.-K., Schmitt, J. and Runcie, D.E. (2024), Exploring the molecular regulation of vernalization-induced flowering synchrony in Arabidopsis. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19680

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.

Receiver discovered

Receiver discovered

Plants use volatile compounds for communication. Lots is known about how these compounds are made and distributed. But how plants recognise these volatile compounds remained a mystery for a long time. Now American researchers have discovered one of these volatile receivers.

That the receivers of volatile compounds in plants remained for a long time unknown is because mostly there are no perceived differences in absence of these receivers.  This changed when the researchers discovered that the stigma of petunia flowers remains small in absence of specific volatile compounds.

Normally the flower will produce the stigma growing volatiles themselves. But not when the gene needed for producing these volatiles is absent. In these plants the stigma stays small. But when the researches exposed the developing stigma to flower produced volatile compounds, then the stigma grows to its normal size. With this the researchers discovered a perceived difference.

Using this the researchers analysed the gene regulation in order to discover the receiver of the needed volatile compound. They noticed that genes involved in the regulation of the volatile compound karrikin, a substance that is produced in forest fires, were differently regulated.

Plants have receptors to perceive specific volatile compounts

It is known that plants recognise karrikin with the KAI receptor. With this in mind the researchers looked at which of the four KAI receptors were switched on in the petunia stigma’s. This, it turned out, was KAI2ia. The researchers developed KAI2ia missing plants in order to be sure that KAI2ia was indeed the receiver of the needed volatile compounds. Also in these plant the stigma stayed small, also after exposure to the needed volatile compounds.

After having discovered the receiver, the researchers could now discover which specific volatile compound was it perceived. First they grew the stigma in presence of specific volatile compounds. They noticed that only after exposure of (−) – germacrene D the stigma grew to its normal size. This was also the case for the stigma of the plants that did not produce the volatile compounds, but not for the stigma’s of the KAI2ia missing plants.

Next the researchers went on to discover what KAI2ia does after recognizing (−) – germacrene D. For this they studied which proteins KAI2ia bind. This turned out to be MAX2. Together, they make sure that the gen-off switch SMAX1 is broken down. Which in turn allows the switching on of the stigma growing genes.

The researchers show that the recognition of specific volatile compounds result in regulating specific genes. Now the challenge will be to discover the other receivers for all the other volatile compounds that plants use to communicate.

Literature  

Shannon A. Stirling et al., Volatile communication in plants relies on a KAI2-mediated signaling pathway.Science383,1318-1325(2024). www.science.org/doi/10.1126/science.adl4685

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

Ontvanger ontdekt

Ontvanger ontdekt

Planten gebruiken vluchtige stoffen voor communicatie. Over hoe ze deze stoffen maken en versturen is veel bekend. Maar hoe ze de vluchtige signalen van anderen herkennen, dat bleef lang een groot mysterie. Nu hebben Amerikaanse onderzoekers een van de ontvangers ontdekt.

Dat de ontvangers van vluchtige stoffen in planten zo lang onontdekt bleven komt omdat er vaak geen zichtbare afwijking is bij afwezigheid van deze ontvangers. Dit veranderde toen de onderzoekers ontdekte dat de stempel van petunia bloemen klein blijft in afwezigheid van bepaalde vluchtige stoffen.

Normaalgesproken geeft de bloem de benodigde vluchtige stoffen zelf af. Maar niet wanneer het  gen ontbreekt dat nodig is voor de productie van deze stoffen. In deze planten blijft de stempel klein. Maar stelen de onderzoekers de stempel tijdens z’n ontwikkeling bloot aan de vluchtige stoffen dan groeit deze tot z’n normale grote. De onderzoekers hadden een zichtbare afwijking ontdekt.

De onderzoekers analyseerde vervolgens de gen regulatie in normale en vluchtige stoffen loze petuniabloemen om de ontvanger van de benodigde vluchtige stof te ontdekken. Hierbij viel het op dat genen die een rol hadden in de reactie op de vluchtige stof karrikin, een stof dat bij bosbranden ontstaat.

Planten hebben receptoren voor het waarnemen van specifieke vluchtige stoffen

Van karrikin is bekent dat planten dit herkennen met behulp van de KAI receptor. Daarom gingen de onderzoekers na welke van de 4 KAI receptoren in petunia aanstaat in de stempel. Dit bleek KAI2ia te zijn. Om zeker te weten dat KAI2ia de ontvanger van de benodigde vluchtige stof was ontwikkelde de onderzoekers KAI2ia loze planten. Bij deze planten bleef de stempel klein, ook na blootstelling aan de benodigde vluchtige stoffen.

Nu de onderzoekers de ontvanger hadden ontdekt konden ze ook de voor stempel groei benodigde vluchtige stof ontdekken. Het eerste wat ze deden was de stempel van de petunia bloemen laten groeien in aanwezigheid van specifieke vluchtige stoffen. Hierbij zagen ze dat na bloedstelling aan (−) – germacrene D de stempel normaal groeide. Dit deed de stempel van vluchtige stoffen loze bloemen ook, maar niet die van KAI2ia loze bloemen.

De volgende stap was ontdekken wat KAI2ia doet na herkenning van (−) – germacrene D. Hiervoor bestudeerde de onderzoekers welke eiwitten KAI2ia bindt. Hieruit kwam MAX2 naarvoren. Samen, zo bleek, zorgen ze ervoor dat gen-uitzetter SMAX1 wordt afgebroken. Wat er weer voor zorgt dat de genen die nodig zijn om de stempel te laten groeien aan gaan.

De onderzoekers laten zien dat herkenning van een specifieke vluchtige stoffen resulteert in het aan/uitzetten van specifieke genen. De uitdaging nu is het ontdekken van de andere ontvangers voor de tal van vluchtige stoffen die planten gebruiken om te communiceren.

Literatuur

Shannon A. Stirling et al., Volatile communication in plants relies on a KAI2-mediated signaling pathway.Science383,1318-1325(2024). www.science.org/doi/10.1126/science.adl4685

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.