Starting points

Starting points

In the never ending battle between plant and herbivory insects researchers search for ways to make plants less attractive. Like Dutch researchers show, this starts with the analysis of how insects manages to dodge the plant defence systems.

Herbivory insects excrete with their saliva proteins that slow down the plant defence reaction. Just enough so it does not bother them any longer. Doing so they need to bind to specific plant proteins, and disrupt their working. When it is known which plant proteins this are, then a plant breeder can ensure that the interaction can no longer take place.

This got the researchers to study which saliva proteins of the abundant whitefly bind to proteins of tomato plants. They found these saliva proteins in the food of the insects. Four of the identified proteins the researchers decided to further analyse further. One of those, G4,  strongly reduced the defence response of the plant.

Identifying the binding partners of G4 gives plant breeders the starting points to create whitefly resistant plants

The big question was now: how does G4 this? To discover how the researchers studied which plant proteins bind to G4. First they went in search of candidate proteins, using a yeast screening assay. With the used assay yeast cells stay alive when G4 binds to the plant proteins. The final result: six candidate proteins.

This was followed by a check-up if these candidates also bind to G4 in plants. Two candidates actually did this. Moreover, microscope analysis showed that the two left over candidate proteins and G4 locate at the same locations in the cell. G4 appears to influence plant defence by binding to these two plant proteins.

But is a plant whitefly resistant in the absence of these proteins? To answer this question the researchers created plants without one of the candidate proteins. Surprisingly it turned out that this plant attract actually more whiteflies. But only to feed on, they were not laying eggs.

This study is giving plant breeders new starting points in their challenge of making plants whitefly resistant. Although, some more research into why G4 is binding specifically to those candidates and why these candidates are needed for plant defence is still needed.

Literature

Naalden D, Dermauw W, Ilias A, Baggerman G, Mastop M, Silven J, van Kleeff PJM, Dangol S, Gaertner NF, Roseboom W, Kwaaitaal M, Kramer G, van der Burg H, Vontas J, Van Leeuwen T, Kant M, Schuurink R. (2023) Interaction of whitefly effector G4 with tomato proteins impacts whitefly performance. Mol Plant Microbe Interact. https://doi.org/10.1094/MPMI-04-23-0045-R

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

Aanknopingspunten

Aanknopingspunten

In een oneindige strijd tussen plant en vraatinsect zijn onderzoekers opzoek naar manieren om planten minder aantrekkelijk voor vraatinsecten te maken. Zoals onderzoekers uit Amsterdam laten zien begint dit bij het in kaart brengen van hoe het insect onder de verdediging van de plant uit komt.

Vraatinsecten scheiden met hun spuug eiwitten uit die de verdedigingsreactie van de plant een tandje lager zetten. Laag genoeg dat het hun niet beïnvloed. Om dit te kunnen doen binden de spuug-eiwitten met planteneiwitten, om de werking van deze te ontregelen. Is bekend welke eiwitten dit zijn dan kan de veredelaar ervoor zorgen dat de interactie niet meer plaats kan vinden.

Vandaar bestudeerde de onderzoekers welke spuug-eiwitten van de veel voorkomende witte vlieg binden aan tomatenplanteiwitten. Deze spuug-eiwitten vonden ze terug in de voeding van de insecten. Vier van de gevonden eiwitten besloten de onderzoekers nader te analyseren. Een van deze, G4, bleek de verdedigingsreactie van de plant drastisch te onderdrukken.

Met het identificeren van de interactie partners van G4 hebben veredelaars aanknopingspunten in handen om resistente planten te ontwikkelen

De grote vraag was nu: hoe doet G4 dit? Om dat te ontdekken onderzochten de onderzoekers aan welke planteiwitten G4 bind. Het eerste wat ze deden van kandidaat eiwitten zoeken met behulp van een screening in gist. Bij de gebruikte assay blijven gistcellen leven wanneer G4 aan een van de te testen planteiwitten bindt. Het uiteindelijke resultaat: zes kandidaten.

Hierna checkte de onderzoekers voor alle kandidaten of deze ook daadwerkelijk in de plant aan G4 binden. Twee kandidaten bleken dit te doen. Niet alleen dat, ook bij bestudering onder de microscoop zagen de onderzoekers dat G4 op de zelfde locatie als elk van de twee overgebleven kandidaten. G4 blijkt dus de verdediging van de plant te beïnvloeden door aan deze twee planteiwitten te binden.

Maar is de plant witte vlieg resistent als deze eiwitten ontbreken? Om die vraag te beantwoorden of creëerde de onderzoekers planten die een van de kandidaten miste. Verrassend genoeg bleek deze plant juist bij meer witte vliegen in trek. Alleen om van te eten, niet om eitjes op te leggen.

Dit onderzoek geeft veredelaars aanknopingspunten om planten witte vlieg resistent te maken. Al is daar nog wel iets meer onderzoekt voor nodig om uit te pluizen waarom G4 aan de twee kandidaat genen bindt, waarom de twee kandidaat genen nodig zijn voor de verdediging.

Literatuur

Naalden D, Dermauw W, Ilias A, Baggerman G, Mastop M, Silven J, van Kleeff PJM, Dangol S, Gaertner NF, Roseboom W, Kwaaitaal M, Kramer G, van der Burg H, Vontas J, Van Leeuwen T, Kant M, Schuurink R. (2023) Interaction of whitefly effector G4 with tomato proteins impacts whitefly performance. Mol Plant Microbe Interact. https://doi.org/10.1094/MPMI-04-23-0045-R

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.

Yellow vs purple

Yellow vs purple

Often the flowers of one species are equal in colour. But sometimes not. Like a Tibetan Iris which can have either yellow or purple flowers. Now Chinese researchers show in BMC Plant biology that this is caused by mistakes in the colour gene F3H

Plants depend on the colour of their flowers. They use it to attract their favourite pollinators. When these stay away, plants have a big problem: they can’t procreate. To investigate the influence of flower colour in more detail the researchers analysed the Tibetan Iris.

The first thing the researchers studied was the ratio of pollen vs ovules. This can tell something about the success of flowers to attract pollinators. But in this case the researchers did not see a clear difference. The number of pollen in purple or yellow flowers did not vary. However, the yellow flowers had more ovules. But not enough to say that the ratio between pollen and ovules differ between yellow and purple flowers.

Yellow flowers can’t no longer make the purple pigment

Subsequently the researchers analysed why the flowers had different colours. For this the researchers analysed the pigments present in the flowers. Not surprising the purple flowers had more anthocyanins than the yellow flowers. Further analysis indicated that the most likely reason for this was a difference in expression of the anthocyanin producing gen F3H.

Closer study showed that in irises with yellow flowers this gene is full of mutations. Mutations that make the gene non-readable by the plant. With as result that the plant is not making any F3H protein. Without this protein the plant can’t make anthocyanin. And without anthocyanin no purple flowers.

As this shows, even without clear preference of pollinators for either yellow or purple flowers, in the long run yellow flowers still dominate over purple ones. Simply because they can’t no longer make the purple pigment.

Literature

Zhou, ZL., Wang, GY., Wang, XL. et al. Flower color polymorphism of a wild Iris on the Qinghai-Tibet plateau. BMC Plant Biol 23, 633 (2023). https://doi.org/10.1186/s12870-023-04642-9

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

Geel vs Paars

Geel vs Paars

Meestal zijn de bloemen van een soort gelijk van kleur. Maar soms ook niet. Zoals voor een Tibetaanse Iris die zowel gele als paarse bloemen kan hebben. Nu laten Chinese onderzoekers in BMC Plant Biology zien dat dit het resultaat is van foutjes in het kleur-gen F3H.

Voor planten is hun bloemkleur van levensbelang. Ze trekken daarmee hun favoriete bestuivers aan. Blijven die weg, dan hebben ze een groot probleem: ze kunnen dan niet voortplanten. Om de invloed van bloemkleur hier verder te onderzoeken analyseerde de onderzoekers de Tibetaanse iris.

Het eerste waar de onderzoekers naar keken was de verhouding van stuifmeelkorrels vs ovules. Dit kan iets zeggen over hoe succesvol de bloemen zijn met het aantrekken van bestuivers. Maar in dit geval zagen de onderzoekers geen duidelijk verschil. Het aantal stuifmeelkorrels was in gele en paarse bloemen gelijk. De gele bloemen hadden meer ovules. Maar dit waren er niet genoeg om te zeggen dat de verhouding tussen stuifmeelkorrels en ovules verschillend is in gele en paarse bloemen.

Gele bloemen kunnen het paarse pigment niet meer maken

Vervolgens analyseerde de onderzoekers waarom de bloemen een verschillende kleur hadden. Hiervoor analyseerde de onderzoekers de in de bloemen aanwezige pigmenten. Niet verassend hadden paarse bloemen meer anthocyanine dan gele bloemen. Vervolg onderzoek wees uit dat de meest waarschijnlijke rede daarvoor een verschil in expressie van het anthocyanine productie gen F3H is.

Nader onderzoek liet zien dat in irissen met gele bloemen dit gen vol met mutaties zat. Mutaties die ervoor zorgde dat de plant het gen niet afleest, of verkeerd leest. Waardoor de plant geen F3H eiwit maakt. Zonder aanwezigheid van dit eiwit kan de plant geen anthocyanine maken. En zonder anthocyanine geen paarse bloemen.

Het blijkt dat ook zonder duidelijke voorkeur van bestuivers voor gele of paarse bloemen het toch zo kan zijn dat de gele bloemen op den duur de paarse gaan overheersen. Simpel omdat ze het paarse pigment niet meer kunnen maken.

Literatuur

Zhou, ZL., Wang, GY., Wang, XL. et al. Flower color polymorphism of a wild Iris on the Qinghai-Tibet plateau. BMC Plant Biol 23, 633 (2023). https://doi.org/10.1186/s12870-023-04642-9

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.