Maybe carnivorous

Maybe carnivorous

While most plants get their nutrients from the soil, are some plants carnivours. They get their nutrients from the catching and digesting flies and other insects. And then there is Triphyophyllum peltatum, a rare tropical African liana, that is sometimes getting its nutrients from the soil, while at other times it gets those from flies. Now, German researchers have discovered what makes the plant develop fly catching leaves; a shortage of phosphate.

Like its name suggests, Triphyophyllum peltatum can make three types of leaves. A normal thirteen in a dozen leaf. In addition, they develop glandular leaves, those look more like stems with side branches each with a small red gland moist with digesting juices. And then there are the mature leaves with a hook at their tip to help the liana clime. Only those glandular leaves, the liana is not always growing them. But why was not clear.

To discover when the liana is making its glandular leaves, the researchers grew the liana in the lab. There they could expose the liana to different circumstances and analyse its reaction to those. Because glandular leaves contribute obtaining nutrients, the researchers studied what happened when there is a shortage of nitrogen, potassium, or phosphate.

The liana could not do completely without any phosphate from the soil

When there was no nutrient shortage, then the liana did not make any glandular leaves. Plants growing without potassium did not show any visible differences compares to plants that had enough potassium. Also, a shortage of nitrogen did not result in plants growing glandular leaves, although the plants did look a little pale and yellow. Only by a shortage of phosphates the researchers observed the growth of glandular leaves. The liana kept forming glandular leaves in addition, to its normal leaves as long as there was a shortage of phosphate. Up on receiving phosphate from the researchers, the plants stopped growing glandular leaves.

Still, the researchers noticed, the liana could not do completely without any phosphate from the soil. When they transferred young plants to soil without any phosphate, these plants did not survive. A little bit of phosphate was needed during the first few weeks of growth. In its presence the plant grew strong enough to make its first glandular leave after about 11 weeks enabling it to deal with further shortages.

Literature

Winkelmann, T., Bringmann, G., Herwig, A. and Hedrich, R. (2023), Carnivory on demand: phosphorus deficiency induces glandular leaves in the African liana Triphyophyllum peltatum. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.18960

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 maar vleesetend

Toch maar vleesetend

Terwijl de meeste planten hun voedingstoffen gewoon uit de grond halen, zijn sommige planten vleeseters. Die komen aan hun voedingstoffen doormiddel van het vangen en verteren van vliegjes en andere insecten. En dan is er Triphyophyllum peltatum, een zeldzame tropische Afrikaanse liaan die soms z’n voedingstoffen uit de grond haalt, en soms uit vliegjes. Nu hebben Duitse onderzoekers ontdekt wat de plant aanzet om vliegjes vangende bladeren te ontwikkelen; een te kort aan fosfaat.

Triphyophyllum peltatum kan, zoals z’n naam suggereert, drie soorten bladeren ontwikkelen. Een normaal huis, tuin en keuken blad. Daarnaast vormen ze glandulaire bladeren, deze zien er meer uit als een stengel met zijtakjes die aan hun uiteinde een rood bolletje bevatten dat vochtig is met verteringssappen. En dan zijn er nog de volwassen bladeren die met de haak aan hun uiteinde de liaan helpen met klimmen. Alleen die glandulaire bladeren, die vormt de liaan niet altijd. Waarom niet was nog onduidelijk.

Om te onderzoeken wat wanneer de liaan glandulaire bladeren vormt kweekte de onderzoekers de liaan in het lab. Daar konden ze de liaan aan verschillende omstandigheden blootstellen en de reactie daarop analyseren. Omdat de glandulaire bladeren bijdragen aan het verkrijgen van voedingstoffen bestudeerde de onderzoekers het effect een te kort aan stikstof, kalium, of fosfaat.

Toch kan de liaan niet geheel zonder fosfaat afkomstig uit de grond

Wanneer er geen te kort is aan voedingstoffen maakte de liaan geen glandulaire bladeren. Groeide de planten zonder kalium dan was er geen zichtbaar verschil met planten die genoeg kalium hadden. Ook een te kort aan stikstof zorgde niet voor het vormen van glandulaire bladeren, al zag de plant er wel wat pips, vergeeld uit. Bij een te kort aan fosfaat zagen de onderzoekers groei van glandulaire bladeren. De liaan bleef glandulaire bladeren vormen naast de huis, tuin, en keuken bladeren zolang er een te kort aan fosfaat is. Gaven de onderzoekers de planten weer fosfaat, dan stopte de plant met de groei van glandulaire bladeren.

Toch kan de liaan niet geheel zonder fosfaat afkomstig uit de grond merkte de onderzoekers. Plaatste ze jonge plantjes in grond zonder fosfaat, dan overleefde deze het niet. Een klein beetje fosfaat was nodig tijdens de eerste groei van de plant. Was dit aanwezig, dan groeide het plantje sterk genoeg om na een week of 11 z’n eerste glandulaire blad te ontwikkelen om het te kort van fosfaat verder op te vangen.

Literatuur

Winkelmann, T., Bringmann, G., Herwig, A. and Hedrich, R. (2023), Carnivory on demand: phosphorus deficiency induces glandular leaves in the African liana Triphyophyllum peltatum. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.18960

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.

Flowers on stalks

Flowers on stalks

Dandelions, daisies, but also the by researchers much loved tale cress, they all grow their leaves in a rosette. There is hardly a piece of stem between the leaves. The stem only starts growing when the plants start flowering. But the researchers noticed for tale cress, that when they grow in the dark, the rosette disappears. Resulting in clearly visible pieces of stem between the leaves. Now researchers for the Netherlands have found out whey these plants grow rosette leaves in the light.

Plants grow from their growth centres. Here a small group of slowly dividing stem cells is located. After each division one of the daughter cells is pushed outside the group. These outside the stem-cell located cells are together responsible for forming the shoot and leaves. Only by rosette forming plants, there is a brake on the cells that are destined to become the shoot. The gene on/off switch ATH1 prevents that these shoot-cells can stretch-out, but does this only in the light.

To study the influence of the light on ATH1, the researchers studied rosette formation in plants that did not perceive any light. They noticed that those plants did not form a rosette, pieces of stem between the leaves were clearly visible. Just as if they grew in the dark.

The ATH1-PIF switch enables rozette formation and flowers on stalks

All light receptors are in contact in COP1, the manager that tells plants when it is dark. When anyone of the light receptors perceives light, then they turn off COP1. Therefore, the researchers studied rosette formation in plants that did not have any COP1. It turned out that these plants also did not form a rosette. In contrast to light perceiving plants, in plants that did not perceive any light the researchers did not see any ATH1 in the cells of the future shoot, they did not have a brake.

It appears that COP1 causes ATH1 to be turned off. But if COP1 was the only manager of ATH1, then researchers expect a gradual transition from rosette forming to non-rosette forming. But this is not what the researchers observed, with a little bit of light the plants still formed rosettes. COP1, the researchers noticed, did something else. In addition to turning off ATH1, COP1 was also turning on PIF-genes. These genes it turned out were switching off ATH1. But because ATH1 is switching of the PIF-genes, there is a balance. Till one of the two gets a majority and switches the switch. If this is ATH1, then a rosette forms, is it PIF, then the shoot becomes visible between the leaves.

In tale cress in the light, like its normal growth conditions, the presence of this switch enables rosette formation. Till the plant gets the urge to flower. Then we get flowers on stalks.

Literature

Shokrian Hajibehzad, S., Silva, S.S., Peeters, N., Stouten, E., Buijs, G., Smeekens, S. and Proveniers, M. (2023), Arabidopsis thaliana rosette habit is controlled by combined light and energy signaling converging on transcriptional control of the TALE homeobox gene ATH1. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19014

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

Bloemen op steeltjes

Bloemen op steeltjes

De paardenbloem, het madeliefje, maar ook de door onderzoekers geliefde zandraket, allemaal groeien ze hun bladeren in de vorm van een rozet. Tussen de bladeren zit er nauwelijks een stukje stengel. Die komt pas wanneer ze gaan bloeien. Maar groeien de planten op in het donker, zo zagen onderzoekers bij de zandraket, dan is de rozet verdwenen. Duidelijk zichtbaar zijn nu de stukjes stengel tussen de bladeren. Nu hebben Utrechtse onderzoekers ontdekt hoe light de rozet groei stimuleert.

Planten groeien vanuit hun groeikernen. Hier nestelt zich een groepje stamcellen, die langzaam delen. Bij iedere deling valt een van de dochtercellen buiten de groep. Deze buiten de stamcel-groep vallende cellen vormen samen de nieuwe bladeren en stengels. Alleen bij rozet vormende planten staat er een rem op de cellen die de stengel gaan vormen. De gen aan/uit zetter ATH1 voorkomt dat de stengelcellen zich kunnen uitrekken, maar doet dit alleen in het licht.

Om de invloed van licht op de werking van ATH1 te onderzoeken, bestudeerde de onderzoekers rozet vorming in planten die licht niet waarnemen. Hierbij zagen ze dat deze planten geen rozet vormden, er waren duidelijk stukjes stengel tussen de bladeren zichtbaar. Net alsof ze in het donker groeide.

De ATH1-PIF schakelaar zorgt voor rozette vorming en bloemen op steeltjes

Alle licht receptoren staan in contact met COP1, die de plant vertelt wanneer het donker is. Vangt een licht receptor licht op, dan staat COP1 uit. Vandaar dat de onderzoekers rozet vorming in planten zonder COP1 onderzochten. Wat bleek, ook deze planten vormde geen rozet. In tegenstelling tot licht waarnemende planten was er in planten die geen licht waarnemen geen ATH1 aanwezig in de toekomstige stengelcellen, ze hadden geen rem.

COP1 lijkt dus ATH1 uit te zetten. Maar als COP1 de enige manager van ATH1 was dan verwachte de onderzoekers een geleidelijke overgang van rozet vorming naar geen rozet vorming. Dit zagen de onderzoekers niet, ook met een beetje licht was er nog rozet vorming. COP1 zo zagen de onderzoekers deed nog iets. Naast het uitzetten van ATH1, zette COP1 ook de PIF-genen aan. Deze genen bleken op hun beurt ATH1 uit te zetten. Maar omdat ATH1 zelf de PIF-genen uitschakelt, is er een balans tussen ATH1 en PIF. Totdat een van de twee de overhand krijgt. Die zet de schakelaar om in zijn voordeel. Is dat ATH1 dan vormt er een rozet, is het PIF, dan komen er zichtbare stukjes stengel tussen de bladeren.

Be aanwezigheid van deze schakelaar bij zandraket zorgt ervoor dat in het licht, zeg maar de normale groeiomstandigheden, de planten een rozet vormen. Totdat de drang om bloemen te vormen de schakelaar omzet. Dan krijgen we bloemen op steeltjes

Literatuur

Shokrian Hajibehzad, S., Silva, S.S., Peeters, N., Stouten, E., Buijs, G., Smeekens, S. and Proveniers, M. (2023), Arabidopsis thaliana rosette habit is controlled by combined light and energy signaling converging on transcriptional control of the TALE homeobox gene ATH1. New Phytol. https://doi.org/10.1111/nph.19014

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.