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.

Directing cell divisions

Directing cell divisions

Multicellular organisms come in lots of different forms and shapes. Al coming from the same invention: RHO GTPases, proteins that give a cell its polarity. Now a team of Austrian researchers show in Current Biology that the plant specific RHO GTPase, ROP, is required for both the polarity and orientation of cell division.

Without influence on polarity and orientation cell divisions can only result in multicellular blobs. The large diversity of multicellular organisms indicates that polarity and orientation do influence cell divisions. One of the proteins that influences this in plants are ROPs. But it is difficult to study how far the influence of ROPs reach, as most plants have multiple ROPs compensating for each other when one of them falls away. That’s why the researchers turned to the liverwort Marchantia polymorpha, which has only one ROP.

After studying liverworts without ROP, the researchers noticed multiple miss formed organs. The air holes, for example, were missing their roof. Subsequently the researchers analysed the precise location of ROP during the development of these air holes.

By simply giving polarity to cells, ROPs influences the shape of an orgainism

They observed that cell membranes at the side of the future daughter cell collected ROP proteins. Moreover, ROP proteins were also present there were the new cell wall was created. This suggests that ROP makes sure  that cell divisions take place in a specific orientation and (a)symmetry. Enabling the formation of tent like structures, the air holes.

In absence of ROP, the researchers noticed, that the plant is unable to for the roof of the tent. Studying the cell divisions, the researchers observed that the cells did not divide asymmetrically. This prevented them to make the kind of sidewards cell divisions that are required for forming the roof.

In this way a single ROP, by giving cells polarity, can influence the shape of an organism. With multiple ROPs, the cell shape itself, and that of the whole organism can even more precisely be influenced. And in the case of a ROP gene failing, other ROPs can prevent that the final shape diverges to far from what was planned.

Literature

Mulvey, Hugh et al. (2023) RHO GTPase of plants regulates polarized cell growth and cell division orientation during morphogenesis. Current Biology, 33 (14), 2897 – 2911.e6 https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.015

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

Celdelingen regisseren

Celdelingen regisseren

Meercellige organisme komen in grote verscheidenheid voor. Dat danken ze aan hetzelfde eiwit: RHO GTPase. Deze eiwitten geven een cel polariteit. Nu laat een team van Oostenrijkse onderzoekers in Current Biology zien hoe de plant specifieke RHO GTPase, ROP, nodig zijn voor zowel de polariteit als de oriëntatie van celdelingen.

Zonder invloed op de polariteit en oriëntatie van celdelingen kunnen er enkel meercellige blobs bestaan. De verscheidenheid aan meercellige organismen laat zien dat die invloed er weldegelijk is. Een van de eiwitten die dit in planten beïnvloed zijn ROPs. Maar het is lastig te onderzoeken hoever de invloed van ROPs strekt, veel planten hebben er namelijk meerdere ROPs die elkaars functie gedeeltelijk overnemen mocht er een uitvallen. Daarom richtte de onderzoekers zicht tot de levermos Marchantia polymorpha, die heeft maar een ROP.

Bij bestudering van levermossen zonder ROP zagen de onderzoekers verschillende misvormde organen. Zo hadden bijvoorbeeld de luchtzakjes geen overkapping. Vervolgens analyseerde de onderzoekers de precieze locatie van ROP gedurende de ontwikkeling van deze luchtzakjes.

Door simpel cellen van polariteit te voorzien beïnvloed ROP de uiteindelijke vorm van het organisme

Hierbij zagen ze dat ROP zich op het celmembraan verzamelde aan de kant van de toekomstige dochtercel. Ook was ROP aanwezig daar waar de nieuwe celwand ontstaat. Op deze manier lijkt ROP ervoor te zorgen dat celdelingen in een bepaalde richting en (a)symmetrie plaats vinden. Hierdoor is het mogelijk om een op een tent lijkende structuur te vormen, de luchtzakjes.

Bij afwezigheid van ROP, zo zagen de onderzoekers, lukt het de plant niet om het dak van de tent te vormen. Bij bestudering van de celdelingen viel het de onderzoekers op dat de cellen geen asymmetrische celdelingen maakte. Hierdoor lukte het niet om asymmetrisch zijwaarts te delen, iets wat nodig is voor het vormen van een dak.

Op deze manier kan ook een enkele ROP dus door simpel cellen van polariteit te voorzien de uiteindelijke vorm het organisme beïnvloeden. Meerder ROPs kunnen de vorm van cellen en de uiteindelijke vorm nog preciezer beïnvloeden. En mocht er een uitvallen, zo ook voorkomen dat de uiteindelijke vorm te ver afwijkt van de beoogde vorm.

Literatuur

Mulvey, Hugh et al. (2023) RHO GTPase of plants regulates polarized cell growth and cell division orientation during morphogenesis. Current Biology, 33 (14), 2897 – 2911.e6 https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.015

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.