Pattern

Pattern

The stomata in the leaf of a plant are more or less equally distributed. They are forming a pattern. But not at the moment of germination, then there are no stomata. Afterwards they are formed supper quickly. Researchers from America now discovered that already during embryo development this stomata pattern is being formed.

The stomata of a plant are the results of series of well-ordered cell divisions. These result in the end in two cells that together enclose an opening in the leave, forming the stomata. The managers of this process are SPEACHLESS, which takes care of the first half of the process, and MUTE and FAMA, who together regulate the second part.

Although an embryo does not contain any stomata, its managers are present. This gave the researchers the idea to study what these stomata managers are doing in the embryo. To be able to see what these managers were doing in the embryo, the researchers attached to them a fluorescent protein.

In this way the researchers noticed that SPEACHLESS was active early on during embryo development. In the beginning in groups of cells, located where the embryogenic leaves develop. But with the maturation of the embryo SPEACHLESS was more and more located in single cells surrounded by cells that did not had any SPEACHLESS.

Without the early influence of SPEACHLESS the plant loses its overview of its stomata

In contrast to SPEACHLESS, of the managers of the second half of stomata development only MUTE was seen, and only at the end of embryo development. Then MUTE was seen in the same cells in which SPEACHLESS was observed. From FAMA, needed for the final step in stomata development, no trace was seen. The stomata developed only partially during embryo development.

Even though the stomata are not developing completely, the pattern these pre-stomata form is important. In seedlings in which SPEACHLESS could not do its job during embryo development, the researchers noticed that stomata are formed in clusters. The stomata were not equally distributed on the leaf.

The early activity of SPEACHLESS during embryo development enables the plant to develop an equally distributed stomata pattern. Without the early influence of SPEACHLESS this did not work. Then the plant loses its overview. Then the stomata become clustered.

Literature

Margot E. Smit, Anne Vatén, Andrea Mair, Carrie A.M. Northover, and Dominique C. Bergmann (2023) Extensive embryonic patterning without cellular differentiation primes the plant epidermis for efficient post-embryonic stomatal activities, Developmental Cell (2023), https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.02.014

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

Patroon

Patroon

De huidmondjes in het blad van een plant zijn min of meer gelijkmatig verdeeld. Ze vormen een patroon. Maar op het moment van ontkiemen zijn ze er nog niet. Toch vormen ze zich daarna razendsnel. Onderzoekers uit Amerika ontdekte dat al tijdens de ontwikkeling van de embryo dit patroon zich vormt.

De huidmondjes van een plant zijn het resultaat van set van wel geordende celdelingen. Die uiteindelijk uitmonden in twee cellen die samen een porie in het blad omhullen, het huidmondje. De managers van dit proces zijn SPEACHLESS, die het eerste gedeelte op zich neemt, en MUTE en FAMA die samen het tweede gedeelte reguleren.

Al bevat een planten embryo nog geen huidmondjes, toch bleken huidmondjes managers aanwezig. Dit gaf de onderzoekers het idee om eens te kijken wat deze huidmondjes managers in de embryo deden. Om ze te kunnen zien in de embryo gaven de onderzoekers de managers een fluorescerend eiwit mee.

Op deze manier zagen de onderzoekers, dat SPEACHLESS al vroeg in de ontwikkeling actief was. In het begin nog in groepjes cellen, daar waar de embryonale blaadjes zich ontwikkelen. Maar naarmate de embryo zich meer ontwikkelde was SPEACHLESS meer en meer enkel in enkele cellen te zien die omringt waren door cellen waar SPEACHLESS niet voorkwam.

Met vroege SPEACHLESS bemoeiing houd de plant het overzicht over de huidmondjes verdeling

In tegen stelling tot SPEACHLESS, zagen de onderzoekers van de managers van het tweede gedeelte van de huidmondjes ontwikkeling alleen MUTE aanwezig was het eind van de embryo ontwikkeling. MUTE zat in dezelfde enkele cellen als SPEACHLESS. Van FAMA, dat nodig is om de laatste stap van de huidmondjes ontwikkeling zagen de onderzoekers geen spoor. De huidmondjes ontwikkelen zich dus maar gedeeltelijk in de embryo.

Ondanks dat de huidmondjes niet volledig vormen, is het vormen van het patroon van waar de huidmondjes komen belangrijk. In zaailingen waarbij SPEACHLESS z’n werk niet kon doen tijdens embryo ontwikkeling, zagen de onderzoekers dat de huidmondjes in groepjes vormen. Dus niet regelmatig over het blad verdeeld.

Doordat SPEACHLESS al in het vroege stadia van embryo ontwikkeling aanstaat lukt de plant het om een regelmatig huidmondjes patroon te ontwikkelen. Zonder die vroege inmenging van SPEACHLESS lukt dit niet. Dan raakt de plant het overzicht kwijt. En komen de huidmondjes op een kluitje te zitten.

Literatuur

Margot E. Smit, Anne Vatén, Andrea Mair, Carrie A.M. Northover, and Dominique C. Bergmann (2023) Extensive embryonic patterning without cellular differentiation primes the plant epidermis for efficient post-embryonic stomatal activities, Developmental Cell (2023), https://doi.org/10.1016/j.devcel.2023.02.014

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.

All at once by the clock

All at once by the clock

What we see as the flower of a sunflower consist actually out of hundreds of tiny flowers. These develop one by one, from the outside in, forming a spiral. Till the moment of opening, that they do in groups, ring by ring, the outside ring first. But how the plant coordinates this was up to now a mystery. Now American and South African researchers have discovered that this coordination is done by the circadian clock.

To study the coordination of flower opening the researchers looked at how the flowers developed in different daylengths. Doing this they noticed a synchronisation of the flowers independent on the daylength they were growing in. Each flower ring had synchronised the development of its ovary, its stamen, style, and stigma.

To investigate if the circadian clock is involved in this synchronisation, the researchers studied the plants grown under different light/dark regimes. The researchers still observed a synchronised development when the plants were growing in constant darkness. But when they started the night earlier, then they noticed a delay of 24 hours in flower development, but it was still synchronised. Only when the placed the plants in constant light, then the synchronisation was broken, and the flowers developed only depending on age. All suggesting that the circadian clock is playing a role in it.

Synchronising flower opening attracted more pollinators

The researchers studied subsequently the influence of this synchronisation on the pollination of the flowers. They grew plants in different conditions and when they opened the flowers then they placed the plants outside early in the morning. Plants grown under the same conditions as outside attracted lots of pollinators early in the morning. But this was not the case for plants grown under continuous light, or for plants that opened their flowers later due to a jetlag.

Sunflowers attract more pollinators through synchronising their flower opening. Coordinating this by the circadian clock enables the plant to time the flower opening in such a way that it occurs daily at the same time. In this way pollinators know at which time of day to visit the flower.

Literature

Carine M Marshall, Veronica L Thompson, Nicky M Creux, and Stacey L Harmer (2023) The circadian clock controls temporal and spatial patterns of floral development in sunflower. eLife 12:e80984. https://doi.org/10.7554/eLife.80984

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

Gelijk met de klok

Gelijk met de klok

Wat wij zien als de bloem van een zonnebloem zijn eigenlijk honderden minuscule bloemetjes. Deze ontwikkelen zich een voor een, van buiten naar binnen, en vormen zo een spiraal. Tot het moment dat de bloemen open gaan, dit doen ze in groepen, ring voor ring, de buitenste eerst. Hoe de plant dit coördineert was tot nu toe een raadsel. Nu hebben Amerikaanse en Zuid Afrikaanse onderzoekers ontdekt dat de biologische klok de coördinator is.

Om de coördinatie van de bloemopening te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers hoe de bloemen zich ontwikkelende onder verschillende daglengtes. Hierbij zagen de onderzoekers dat dit gelijktijdig verliep, ongeacht de lengte van de dag waarin de zonnebloemen groeide. In elke bloemenring vond de ontwikkeling van het vruchtbeginsel, de meeldraden, de stijl, en stempel synchroon plaats.

De vraag was: Speelt de biologische klok hier een rol? Om dit te ontdekken plaatsten de onderzoekers de planten in verschillende licht/donker regimes. De onderzoekers zagen de synchronisatie nog steeds wanneer de planten de hele dag in het donker stonden. Maar begon de nacht eerder dan vertraagde de bloemontwikkeling voor 24 uur, maar bleef synchroon. Pas bij het plaatsen van de planten in constant licht, zodat de planten geen nacht ervaarden, zorgde ervoor dat synchronisatie verdween. Bij het ontbreken van de nacht ontwikkelde de bloemen zich verder op basis van leeftijd. Dit alles suggereert sterk dat de biologische klok een hand heeft in de synchronisatie van de bloemen.

Synchronisatie van de bloemopening trekt meer bestuivers aan

Vervolgens onderzochten de onderzoekers wat voor invloed deze synchronisatie op de bestuiving van de bloemen had. Hiervoor groeide ze de planten eerste onder verschillende condities, en plaatste ze de planten bij het openen van hun bloemen ‘s ochtends vroeg buiten. Planten die onder hetzelfde light/donker regime als buiten waren opgegroeid trokken ‘s ochtends veel bestuivers aan. Maar dit was niet het geval wanneer ze waren gegroeid in constant licht, of wanneer ze door een jetlag hun bloemen later opende.

Door het synchroon te laten verlopen van de bloemopening trekken de zonnebloemen meer bestuivers aan. Door dit te coördineren met behulp van de biologische klok verzekert de plant zich ervan dat de bloemopening elke dag rond dezelfde tijd plaatsvindt. Zodat bestuivers weten wanneer de bloem te bezoeken.

Literatuur

Carine M Marshall, Veronica L Thompson, Nicky M Creux, and Stacey L Harmer (2023) The circadian clock controls temporal and spatial patterns of floral development in sunflower. eLife 12:e80984. https://doi.org/10.7554/eLife.80984

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.