Better with far red light

Better with far red light

Plants use light for their growth. To be more specific, they use the photons from blue and red light. Now Now Dutch researchers show that in addition, photons from far-red light can contribute to the conversion of CO2 to sugars.

Plants use far red light it to figure out if they are getting shaded over. Leaves mostly absorb red light, and allow far red light to pass through. This is why the ratio red to far red light decreases with the amount of overhanging leaves. But far red light can also make photosynthesis more efficient. Although, there is no photosynthesis when plants are only receiving far-red light. This effect the researchers decided to investigate using rice plants.

Rice plants were growing better when they get during the day an extra dose of far red light in addition to their normal amount of white light. But far red light appeared not to have any effect on gene expression. Moreover, the extra growth was only there when the extra dose of red light was received simultaneously with the white light. Giving the plants an extra dose of far red light at the end of the day did not make the plants grow better.

An extra bit of far red light rice plants make their photosynthesis more efficient

To decipher this further the researchers studied the leaves. Even though plants had increased  leave size when growing in white and far red light, they did not have extra stomata. And the leaves were also paler, they had fewer chloroplasts. The opposite of what you might be expecting of plants that grew better. Lastly the researchers studied the photosynthetic activity. This appeared to be increased in plants that grew in white light supplemented with far red light.

Growing in the shadow does not have to be the end of photosynthesis. As long as there is enough red and blue light, and extra bit of far red light might make photosynthesis even more efficient. Although the study also showed that the amount of increased efficiency depended of the variety of the rice plants. Some variety get more out the extra far red light photons that another variety.

Literature

Huber, M., de Boer, H.J., Romanowski, A., van Veen, H., Buti, S., Kahlon, P.S. et al. (2024) Far-red light enrichment affects gene expression and architecture as well as growth and photosynthesis in rice. Plant, Cell & Environment, 1–18. https://doi.org/10.1111/pce.14909

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

Beter met ver-rood licht

Beter met ver-rood licht

Voor hun groei gebruiken planten licht. Om specifieker te zijn de fotonen uit blauw en rood licht. Nu laten Nederlandse onderzoekers zien dat ook fotonen uit ver-rood licht bijdragen aan de omzetting van CO2 in suikers.

Planten gebruiken ver-rood licht met namen om na te gaan of ze in de schaduw komen te staan. Bladeren nemen rood licht op en laten ver-roodlicht door. Hierdoor neemt de verhouding rood versus ver-rood licht af naarmate er meer overhangende bladeren zijn. Maar ver-rood licht kan ook fotosynthese efficiënter maken. Al is er geen fotosynthese als planten enkel in ver-rood licht staan. Dit effect besloten de onderzoekers bij rijstplanten verder uit te zoeken.

Rijstplanten die gedurende de dag een extra dosis ver-rood licht ontvingen boven op hun normale hoeveelheid aan wit licht groeide extra goed. Maar ver-rood licht bleek nauwelijks effect te hebben op de gen expressie. De extra groei bleek was er alleen wanneer de planten gelijktijdig met het witte licht ook ver-rood licht hadden. Kregen de planten allen aan het eind van de dag een extra stoot ver-rood licht dan deden de planten het niet beter.

Met extra ver-rood licht maken rijstplanten hun fotosynthese efficiënter

Om dit verder uit te pluizen bestudeerde de onderzoekers de bladeren. Ondanks dat deze groter waren wanneer de planten naast wit licht ook ver-rood licht kregen, hadden de bladeren geen extra huidmondjes. Ook zagen de bladeren er zelfs iets bleker uit, ze hadden minder bladgroen korrels. Het tegenovergestelde van wat je verwacht bij meer groei. Als laatste bestudeerde de onderzoekers de fotosynthese activiteit. Deze bleek groter wanneer de planten zowel wit als ver-rood licht ontvingen.

In de schaduw staan hoeft dus niet het einde van fotosynthese te zijn. Zolang er genoeg rood en blauw licht is kan een extra beetje ver-rood licht de fotosynthese zelfs efficiënter maken. Al bleek in het onderzoek ook dat hoeveel efficiënter afhangt van het soort rijstplant. Het ene ras haalde meer uit de extra ver-rood fotonen dan het andere ras.

Literatuur

Huber, M., de Boer, H.J., Romanowski, A., van Veen, H., Buti, S., Kahlon, P.S. et al. (2024) Far-red light enrichment affects gene expression and architecture as well as growth and photosynthesis in rice. Plant, Cell & Environment, 1–18. https://doi.org/10.1111/pce.14909

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.

Learned early

Learned early

A good immune response is important to quickly overpower incoming pathogens. Now researchers show in Plant Cell that that basis of this response stems from 500 million years ago.

Immune receptors are important for the recognition of pathogens. Plants have multiple types of immune receptors. One of those are the NLR immune receptors located inside the cell. A fair amount is known about the NLR-proteins of flowering plants. But researchers don’t know that much of NLR-proteins of non-flowering plants. That he researchers decided to investigate in more detail.

Firstly they fished for 33 different plants, from algae to flowering plants, all NLR genes from their genome. Using the gene sequence, the researchers studied the different modules those NLR genes contained. They came across known modules, like TIR and CC. But the noticed also modules that did not occur often in NLRs of flowering plants.

The big variety of NLR immune receptors illustrates that there are many ways to get an immune response

Subsequently the researchers analysed how much the NLRs of non-flowering plants contributed to the immunity of plants. First they studied this for NLRs with TIR and CC modules. Mostly because lots is known about those modules. The researchers selected 20 TIR modules and 5 CC modules from non-flowering plants. Those they placed in plants of the tabaco family. Followed up by analysing the immune response in the form of cell death. For 11 of the TIR modules and 3 of the CC modules they observed a strong immune response. In a similar way the researchers analysed two modules that did not occur in NLRs of flowering plants. Also for these modules the researchers observed a strong immune response in the form of cell death.

Lastly the researchers analysed the CC modules in more detail. They noticed that the CC modules of non-flowering plants have a MEAPL motif where CC modules of flowering plants have a MADA motif. For the MADA motif it is known that it is essential for the functionality of the NLR protein. For the MEAPL motif this also appears to be the case. Changed the researchers the motif a little bit, then the resulting NLR protein did no longer work. In addition, the NLR protein kept its functionality when the researchers swopped the MEAPL motif for the MADA motif.

It appears that NLR immune receptors originated long for the origin of flowering plants. Probably contributing to the immunity of plants. The big variety of NLR immune receptors illustrates that there are many ways for this. Even the same functionality can be gained in multiple ways, like the CC module illustrates. Better knowledge about how those not that well known NLR modules work, can in time contribute to a better immunity of crops.

Literature

Khong-Sam Chia, Jiorgos Kourelis, Albin Teulet, Martin Vickers, Toshiyuki Sakai, Joseph F Walker, Sebastian Schornack, Sophien Kamoun, Philip Carella, The N-terminal domains of NLR immune receptors exhibit structural and functional similarities across divergent plant lineages, The Plant Cell, 2024;, koae113, https://doi.org/10.1093/plcell/koae113

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

Jong geleerd

Jong geleerd

Een goede immuunreactie is belangrijk om binnendringende ziekteverwekkers snel de baas te zijn. Nu tonen onderzoekers in Plant Cell aan dat de basis hiervoor al 500 miljoen naar geleden gelegd werd.

Immuun receptoren zijn belangrijk voor het herkennen en snel reageren op ziekteverwekkers. Planten hebben meerdere soorten immuun receptoren. Een daarvan zijn de NLR immuun receptoren die binnen in de cel zitten. Over NLR-eiwitten van bloeiende planten is redelijk veel bekend. Maar onderzoekers weten niet zo veel over de NLR-eiwitten in niet-bloeiende planten. Daar besloten de onderzoekers verandering in te brengen

Het eerste wat ze deden was om voor 33 verschillende planten, van algen tot bloeiende planten, alle NLR genen uit hun genoom te vissen. Aan de hand van de gen-sequentie bestudeerde de onderzoekers uit welke modules de NLR genen bestonden. Daarbij vonden ze de van de bloeiende planten bekende modules, zoals TIR en CC. Maar ze zagen ook modules die bij NLRs van bloeiende planten niet of niet zo vaak voorkwamen.

De grote verscheidenheid aan NLR immuun receptoren illustreert dat immuniteit op veel manier verkregen kan worden

Vervolgens bestudeerde de onderzoekers in hoeverre NLRs van niet-bloeiende planten bijdragen aan de immuniteit van planten. Beginnend met TIR en CC modules. Mede omdat er veel over bekend is. De onderzoekers selecteerde 20 TIR en 5 CC modules van niet-bloeiende planten. Deze plaatste ze in verschillende planten van de tabaksfamilie. Waarna ze de immuun reactie, in de vorm van celdood, bestudeerde.  Bij 11 van de TIR modules en 3 van de CC-modules was er een sterke immuunreactie. Daarnaast testte de onderzoekers op dezelfde manier twee modules die niet voorkwamen in bloeiende planten. Ook met deze modules zagen de onderzoekers een sterke immuunreactie in de vorm van celdood.

Als laatste bestudeerde de onderzoekers de CC modules in meer detail. Hierbij viel op dat de CC module in niet bloeiende planten een MEAPL motief bevat, daar waar die van bloeiende planten een MADA motief hebben. Van het MADA motief is bekent dat deze essentieel is voor een functioneel NLR eiwit. Het MEAPL motief bleek dit ook te zijn. Veranderde de onderzoekers dit motief iets, dan werkte het resulterende NLR eiwit niet meer. Daarnaast behield het NLR eiwit z’n functionaliteit bij verwisseling van het MEAPL motief voor het MADA motief.

NLR immuun receptoren waren dus al lang voor het ontstaan van bloeiende planten aanwezig. Waarschijnlijk bijdragend aan de immuniteit van planten. De grote verscheidenheid aan NLR immuun receptoren illustreert dat dit op veel manieren kan. Zelfs dezelfde functionaliteit kan op meerder manieren verkregen zijn, zoals de CC module illustreert. Beter kennis over hoe de nog niet zo bekende NLR modules werken kan op den duur bijdragen aan betere immuniteit van gewassen.

Literatuur

Khong-Sam Chia, Jiorgos Kourelis, Albin Teulet, Martin Vickers, Toshiyuki Sakai, Joseph F Walker, Sebastian Schornack, Sophien Kamoun, Philip Carella, The N-terminal domains of NLR immune receptors exhibit structural and functional similarities across divergent plant lineages, The Plant Cell, 2024;, koae113, https://doi.org/10.1093/plcell/koae113

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.