Sabotaging plans of attack

Sabotaging plans of attack

Our current pesticides with retirement. Then we need good alternatives. To develop these researchers like to know more about how a pest is creating its advantage. This, German researchers analysed for the fungus botrytis.

Botrytis infects a whole range of plants, and covers them with a grey mold. As part of its attack strategy this fungus is sending packages with small pieces of RNA into the plant. After arrival the gene-regulation mechanism of the plant is picking them up. Which switches off the matching plant genes.

The team of researchers studied this in more detail. Starting with finding the proteins responsible for making the small pieces of RNA found in the packages. For this they had three candidates. They created fungi without one of the three candidates and use them to infect plants. The absence of one of those candidates, RDR1, resulted in a fungus that infected plants less well.

RNA-fishing-rods to sabotage the fungus attack plan

It turned out that the RDR1 deficient fungi is sending less RNA-packages to the plant. The sending of these packages appears even to be a crucial part of the infection strategy of the fungus. This was confirmed when the researchers gave plants a fungal-RNA-fishing-rod, using this the plant could fish out the fungal RNA pieces present in the cell. Had the plants a fungal-RNA-fishing-rod, then the fungus infected the plants less well.

With this study the researchers not only found a crucial part of the fungus infection strategy. But also found a way to sabotage this plan. By using RNA-fishing-rods we can protect plants against pest for which sending RNA packages is an essential part of their plan of attack.

Literature

Cheng AP, Lederer B, Oberkofler L, Huang L, Johnson NR, et al. (2023) A fungal RNA-dependent RNA polymerase is a novel player in plant infection and cross-kingdom RNA interference. PLOS Pathogens 19(12): e1011885. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011885

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

Aanvalsplannen dwarsbomen

Aanvalsplannen dwarsbomen

De huidige pesticiden met pension. Dan hebben we goede alternatieven nodig. Om deze te ontwikkelen willen onderzoekers meer weten over hoe een plaag z’n kans grijpt. Dit bestudeerde Duitse onderzoekers bij de schimmel botrytis.

Botrytis infecteert een heel scala aan planten, en bedekt ze met een grijze schimmel massa. Als onderdeel van z’n aanvalsplan stuurt deze schimmel pakketjes met kleine stukjes RNA de plant in. Eenmaal daar pikt het genregulatie mechanisme van de plant ze op. Waarna deze de aan de RNA overeenkomstige planten-genen uitzet.

Dit bestudeerde de onderzoekers in meer detail. Beginnend met het vinden van de eiwitten verantwoordelijk voor het maken van de stukjes RNA in de pakketjes. Hierbij hadden de onderzoekers drie kandidaten. Ze creëerden schimmels die een van de drie kandidaten miste. De afwezigheid van een daarvan, RDR1, resulteerde in schimmels die planten minder goed infecteerde.

RNA-hengels om de schimmel infectiestrategie te dwarsbomen

Het bleek dat RDR1 loze schimmels minder RNA pakketjes aan de plant geeft. Het sturen van deze pakketjes blijkt dus zelfs een cruciaal onderdeel van de schimmel-infectiestrategie te zijn. Dit bleek ook nadat de onderzoekers de planten hadden voorzien van een soort van schimmel-RNA hengel, waarmee de plant de schimmel-RNA stukjes tussen z’n eigen RNA uit kan vissen. Was de schimmel-RNA hengel aanwezig, dan infecteerde de schimmel de planten minder goed.

Met dit onderzoek hebben de onderzoekers dus niet alleen een cruciaal onderdeel van de schimmel-infectiestrategie ontdekt. Maar ook nog eens een manier om die te dwarsbomen. Met behulp van RNA-hengels kunnen we planten beschermen tegen plagen waarbij het gebruik van RNA pakketjes een essentieel onderdeel is van hun aanvalsplan.

Literatuur

Cheng AP, Lederer B, Oberkofler L, Huang L, Johnson NR, et al. (2023) A fungal RNA-dependent RNA polymerase is a novel player in plant infection and cross-kingdom RNA interference. PLOS Pathogens 19(12): e1011885. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1011885

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.

Longer roots

Longer roots in summertime weather

Often warm weather and drought come as a pair. Although there is a reasonable amount known of how the above ground parts of plants deal with this, we know less about how roots deal with the combination of heat and drought. To change this Dutch researchers decide to study this in more detail.

The first thing the researchers did was confirming that the roots indeed respond to a combination of heat and drought. For this the researchers grew tale cress seedlings in soil under different conditions. They compared seedling growing at 20 and 28C. And compared well watered and less well watered seedlings. When the seedlings had enough water then the roots of seedlings growing at 20 and 28 C were of roughly equal length. But were the seedlings less well watered, then the roots of those growing at 28C were longer. There was indeed also a root growth reaction in response to the combination of heat and drought.

Subsequently the researchers started to decipher the genes of the heat-drought protocol. Firstly, they studied the effect of the absence of the water stress regulation gene SnRK2. Roots of plants without SnRK2 were responding less to the combination of heat and drought than those of plants that did have SnRK2. Suggesting that SnRK2 is one of the heat-drought protocol regulatory genes.

COP1 reduction allows the root length to increase

Next on the list were the heat response genes. The effect of the absence of those genes was studied. For one of them COP1 the researchers observed that the plants reacted differently in response to heat and drought. They had even longer roots than plants with COP1.

Following this the researchers studied the influence of the combination of heat and drought on the activation of COP1. They did this by coupling a gene for a fluorescent protein to the COP1-gene on switch. This results in that the gene for the fluorescent protein is turned on when the COP1-gene is turned on. They observed the fluorescent protein mostly in the root hairs. But only under normal conditions. By a combination of heat and drought the protein was hardly visible. Also when the plants were missing SnRK2, then fluorescent protein was hardly visible. This appears to be a little contradictory as on one hand as result of the heat-drought protocol COP1 reduction allows the root length to increase. But in the case of SnRK2 free plants, this increase of root length does not occur even though there is hardly any COP1 present.

SnRK2 is required to keep a stable amount of HY5 available

In order to get more insight into this the researchers studied the effect of a known COP1 regulator, HY5. While studying the heat and drought effect on HY5 it was observed that when the plant only experiences heat, the in root hairs available HY5 was degraded quickly. But experiences the plant both heat and drought than the HY5 in root hairs stabilizes. However, in plants without COP1 HY5 is also stable when the plants only experience heat. But is SnRK1 absent, then the researcher noticed hardly any HY5 in the root hairs.

This all together suggests that SnRK2 is required to keep a stable amount of HY5 available. Only in that case can the heat-drought protocol regulator COP1 influence the amount of HY5 during a combination of heat and drought. The amount of COP1 reduces by heat and drought, allowing the amount of HY5 to increase. And only the increase of HY5 enables root hair increase. But this all depends on the starting values of HY5, is HY5 absent, then COP1 has nothing to regulate.

Literature

Scott Hayes, Cheuk Ka Leong, Wenyan Zhang, Marthe Lamain, Jasper Lamers, Thijs de Zeeuw, Francel Verstappen, Andreas Hiltbrunner, Christa Testerink (2023) Warm temperature and mild water stress cooperatively promote root elongation. bioRxiv 2023.11.30.569400; doi: https://doi.org/10.1101/2023.11.30.569400

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

Langere wortels

Langere wortels bij zomers weer

Hitte en droogte komen vaak als een paar. Alhoewel er al redelijk veel bekend is hoe het bovengrondse deel van planten hiermee om gaan, weten we minder over hoe wortels op de combinatie van hitte en droogte reageren. Om hier verandering in te brengen hebben Wageningse onderzoekers dit bestudeerd.

Het eerste wat de onderzoekers deden was bevestigen dat de wortels inderdaad op de combinatie van hitte en droogte reageerde. Hiervoor groeide ze zandraket zaailingen in potgrond in verschillende condities. Zo vergeleken ze de zaailingen groeiend in 20C en 28C. Daarnaast vergeleken ze het verschil tussen geen water te kort, met een klein beetje water te kort. Was er genoeg water dan waren de wortels van zaailingen groeiend op 20 en 28C ongeveer even lang. Maar bij een te kort aan water waren de wortels van zaailingen groeiend bij 28C langer. Er was dus inderdaad ook bij wortelgroei een reactie op de combinatie van hitte en droogte.

Vervolgens begonnen de onderzoekers met het uitpluizen welke genen het hitte-droogte protocol in de wortels aansturen. Het eerst keken ze naar de waterstress protocol genen SnRK2. De wortels van planten die geen SnRK2 bezaten reageerde minder op de combinatie van hitte en droogte dan planten waar SnRK2 wel aanwezig was. Suggererend dat SnRK2 een van de aansturende genen is.

Wanneer COP1 afneemt neemt de wortellengte toe

Hierna onderzochten de onderzoekers de temperatuurstress protocol genen. Ze bestudeerde het effect op de afwezigheid van veel van deze genen. Maar alleen bij afwezigheid van de COP1 aanstuurders reageerde planten meer op de combinatie van hitte en droogte. De wortels waren nog langer dan in planten met COP1.

Daarop besloten de onderzoekers de invloed van hitte-droogte op het aanschakelen van COP1 te analyseren. Dit deden ze door een COP1 schakelaar aan het gen voor een fluorescerend eiwit te koppelen, zodat bij het aanschakelen van COP1 ook het gen voor het fluorescerend eiwit aangaat. Ze zagen dit fluorescerend eiwit vooral in de wortelharen. Maar alleen onder normale omstandigheden, bij de combinatie hitte-droogte was het eiwit nog nauwelijks zichtbaar. Ook wanneer deze planten SnRK2 miste was het fluorescerend eiwit nauwelijks zichtbaar. Dit is een beetje tegenstrijdig, omdat het aan de ene kant suggereert dat als gevolg van het hitte-droogte protocol COP1 afneemt waardoor de wortel lengte kan toenemen. Maar in het geval van SnRK2 loze planten gebeurt dit niet, ondanks dat er weinig COP1 aanwezig is.

SnRK2 is nodig om een stabiele hoeveelheid HY5 op pijl te houden

Om hierin meer duidelijkheid te krijgen bestudeerde de onderzoekers het effect van een bekende COP1 aanstuurder, HY5. Tijdens het bestuderen van het effect van hitte en droogte van HY5 viel het op dat als er alleen hitte is de plant HY5 in wortelharen snel afbreekt. Maar is er spraken van zowel hitte als droogte dan blijft de hoeveelheid in wortelharen aanwezige HY5 gelijk. Is COP1 echter afwezig dan blijft HY5 ook bij alleen hitte in gelijke hoeveelheid aanwezig. Maar is SnRK2 afwezig, dan zagen de onderzoekers ook bijna geen HY5 in de wortelharen.

Dit alles samen suggereert dat SnRK2 nodig is om een stabiele hoeveelheid HY5 op pijl te houden. Alleen in dat geval kan hitte-droogte protocol aanstuurder COP1 de hoeveelheid HY5 bij hitte en droogte beïnvloeden. Bij hitte en droogte neemt de hoeveelheid COP1 af, waardoor de hoeveelheid HY5 kan toenemen. En alleen bij toename van HY5 neemt de wortellengte ook toe. Maar dit alles hangt af van de begin waarde van HY5, is HY5 afwezig, dan heeft COP1 niks om te reguleren.

Literatuur

Scott Hayes, Cheuk Ka Leong, Wenyan Zhang, Marthe Lamain, Jasper Lamers, Thijs de Zeeuw, Francel Verstappen, Andreas Hiltbrunner, Christa Testerink (2023) Warm temperature and mild water stress cooperatively promote root elongation. bioRxiv 2023.11.30.569400; doi: https://doi.org/10.1101/2023.11.30.569400

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.