Good smelling tomatoes

Good smelling tomatoes

Nobody wants a juicy tomato with no taste. Still breeders managed to get those when selecting for pest resistant varieties with bigger tomatoes. Over the years it has become clear that volatile molecules coming from the tomato are just as big as a contributor to the flavour of tomatoes as the flavour molecules in the tomatoes themselves. But giving those volatiles back turned out not as easy as it sounds. Now a group of Korean researchers found out that losing a single gene that regulates the degradation of chloroplasts also influences the production of volatile molecules.

STAY-GREEN1 is the name of that gene that regulates chloroplast degradation. In its absence leaves are staying green and active for longer, as if they defy the natural aging process. The fruits of tomato plants without STAY-GREEN1, which do ripen and turn red, also have a longer shelf life. But if this actually translates into a tomato with a richer scent pattern was unknown.

More scent molecules

To find out the researchers analysed the volatile molecules from six stages of ripening tomatoes with and without STAY-GREEN1. The first thing they noticed was that the volatile profile of the tomatoes with STAY-GREEN1 at each of the ripening stages was different from the profile of tomatoes without STAY-GREEN1. But that was not all, the tomatoes without STAY-GREEN1 produced also more volatiles. These differences resulted in that the over ripe tomatoes without STAY-GREEN1 had a completely different volatile profile that over ripe tomatoes with STAY-GREEN1.

To investigate this in more detail the researchers analysed the how active the genes were that are involved in the production of these volatiles. Some of the genes did not show any differences between tomatoes with and without STAY-GREEN1. But others did, especially those responsible for key stages of volatile production. Suggesting that STAY-GREEN1 influences the activity of genes involved in volatile compound production.

Chromoplasts

Lastly the researchers analysed the chloroplast themselves. They noticed that when the fruits ripened, those chloroplasts in plants without STAY-GREEN1 transitioned faster into chromoplasts, orange and red pigment producing organelles. The authors say that it is likely this faster transition that contribute to the higher volatile levels in those STAY-GREEN1 free tomatoes.

The question that remains after all this talk about how tomatoes with a richer volatile profile taste better, is if those STAY-GREEN1 free tomatoes actually taste better that the tomatoes with STAY-GREEN1. Unfortunately, the researchers do not mention this. Likely because strict regulations about eating your altered tomatoes before rigorous safety testing.

Literature

Jae-In Chun, Ga-Hae Han, Seong-Yeop Kim, Seong-Min Kim, Gab-Jung Kim, Bokyeong Kim, Jae Kwang Kim, Jwa Yeong Cho, Ho-Youn Kim, Jin-Ho Kang, Mutation of STAY-GREEN 1 in tomato increases volatile organic compounds during fruit ripening, Plant and Cell Physiology, 2026;, pcag018, https://doi.org/10.1093/pcp/pcag018

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

Goed ruikende tomaten

Goed ruikende tomaten

Niemand wil een sappige tomaat zonder smaak. Toch kregen veredelaars smaakloze tomaten na het selecteren op plaag resistente rassen met grotere tomaten. Met de jaren werd het duidelijk dat de vluchtige stoffen van de tomaat een net zo’n grote bijdrager zijn van de smaak als de smaak moleculen in de tomaten. Maar het terugbrengen van deze vluchtige stoffen is nog niet zo makkelijk als het lijkt. Nu heeft een groep van Koreaanse onderzoekers ontdekt dat een enkel gen dat de afbraak van bladgroenkorrels reguleert ook de productie van vluchtige stoffen beïnvloed.

STAY-GREEN1 is de naam van het gen dat de afbraak van bladgroenkorrels reguleert. In de afwezigheid van dit gen blijven de bladeren langer groen en actief, alsof ze de natuurlijke verouderingsprocessen tarten. Het fruit van tomatenplanten zonder STAY-GREEN1, die gewoon rijpen en rood worden, hebben ook een langere houdbaarheid. Maar of dit zich ook vertaald in een tomaat met een rijker geur profiel was onbekend.

Meer geur moleculen

Om dat uit te vinden analyseerde de onderzoekers de vluchtige stoffen tijdens de zes rijpingsstadia in tomaten met en zonder STAY-GREEN1. Het eerste dat opviel dat het profiel van de vluchtige stoffen tijdens elk van de verschillende rijpingsstadia verschillend was tussen de tomaten met en zonder STAY-GREEN1. Maar dat was niet alles. De tomaten zonder STAY-GREEN1 produceerde ook meer geurstoffen. Deze verschillen resulteerde in dat overrijpe tomaten zonder STAY-GREEN1 een totaal verschillend vluchtige stoffen profiel hadden dan overrijpe tomaten met STAY-GREEN1.

Dit verder onderzoekend analyseerde de onderzoekers hoe actief de genen waren die betrokken zijn bij de productie van vluchtige stoffen. Sommige van deze genen lieten geen verschil zien tussen tomaten met en zonder STAY-GREEN1. Maar andere deden dat wel, voornamelijk genen die zich op sleutelposities bevonden van de productie van de vluchtige stoffen. Dit suggereert dat STAY-GREEN1 de activiteit van de genen betrokken bij de productie van vluchtige stoffen beïnvloed.

Chromoplasten

Als laatste keken de onderzoekers naar de bladgroenkorrels. Het viel ze op dat tijdens het rijpen van de vruchten, de bladgroenkorrels van de planten zonder STAY-GREEN1 zich sneller transformeerde in zo genaamde chromoplasten, oranje en rode pigment producerende organellen. Volgens de auteurs is het waarschijnlijk dat de snellere transformatie bijdraagt aan de hogere hoeveelheid aan vluchtige stoffen in de STAY-GREEN1 loze tomaten.

Op de overgebleven vraag, na dit verhaal over hoe tomaten met een rijker geurprofiel, is of deze STAY-GREEN1 loze tomaten ook beter smaken dan tomaten met STAY-GREEN1. Helaas doen de onderzoekers hier geen melding van. Waarschijnlijk vanwege strikte regulatie met betrekking tot het eten van je aangepaste tomaten voor dat het uitgebreid is getest of dat wel veilig is.

Literatuur

Jae-In Chun, Ga-Hae Han, Seong-Yeop Kim, Seong-Min Kim, Gab-Jung Kim, Bokyeong Kim, Jae Kwang Kim, Jwa Yeong Cho, Ho-Youn Kim, Jin-Ho Kang, Mutation of STAY-GREEN 1 in tomato increases volatile organic compounds during fruit ripening, Plant and Cell Physiology, 2026;, pcag018, https://doi.org/10.1093/pcp/pcag018

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.

What makes strawberry plants run

What makes strawberry plants run

If you ever grew strawberry plants then you know they are prone to produce runners, which produce daughter plants along their stems, but no strawberries. This is not only a nuisance for the hobby gardener, but also for farmers. Now a group of Chinese and American researchers found out how plants regulate the formation of those runners.

Runners develop from so called auxiliary meristems, meristems that are formed in the hooks and crannies of the stem and from which branches originate. Those branches can adopt different identities. There is the run of the mill branch that we all recognise as a branch. In strawberry plants those regular branches are replaced by two other types of branches. The branch crowns on which flowers and eventually the strawberries form. And the runners. Now a strawberry plant can choose what type of branch the auxiliary meristem develops. It is known that high temperature and long days results in runners, while low temperatures and short days gives strawberry producing crown branches. But scientist want to know what else might influence the plants decision, so they set out to find out.

Running only as an adult

The first thing that the researchers did was checking how their wild-type strawberry plants behave. While doing this they realised that that the auxiliary meristems formed when the plant was still a juvenile, developed as branch crowns, while the auxiliary meristems that developed when the plant had reached its adult stage, developed into runners. This gave them a reliable phenotype which they could interrogate with mutant studies.

The first mutant to be analysed was that for the production of gibberellin. When the plant could not produce gibberellin the auxiliary meristems of mature plants developed into branch crowns, even when the auxiliary meristems were formed when the plant reached its adult stage. Indicating that gibberellin steers these meristems towards the development of runners.

A second mutant that the researchers tested was for the red and far-red light receptor PhyB. Sowing that when this receptor doesn’t work the auxiliary meristems from the juvenile stage of the plant don’t mature. Indicating that the perception of red light is needed for the auxiliary meristems to mature.

Four developmental stages

Now having all those mutants, and clear developmental stages the researchers wanted to find out what regulates the gibberellin production that is needed for the switch from branch crowns to runners. By comparing the genes that were active during those different stages the researchers found a group of four transcription factors, which regulate gene transcription. One of these, ZFP6, the researchers further investigated.

Like the gibberellin mutant, plants that do not have a functional ZFP6 gene also don’t produce runners. Moreover, they don’t activate the production of gibberellin, indicating that ZFP6 likely regulates this.

While previously it was suggested that there are only two stages of auxiliary meristem development, initiation and outgrowth, this study adds two more stages. After the initiation stage the researchers say there is a maturation stage. This is the stage in which red-light perception plays a role. This stage is followed by a fate determination stage, which in strawberry is influenced by the level of gibberellin. The researchers renamed the outgrow stage into differentiation stage, which is governed by local cytokinin levels.

Literature

Guo L., Li M., Luo X., He T., Ma N., Tang S., and Liu Z. (2026). Integrative regulation of axillary meristem maturation and stolon fate determination in strawberry by light, gibberellin, and ZFP6. Mol. Plant. 19, 191–207. https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.12.001

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

Wat maakt dat aardbeienplanten wegkruipen

Wat maakt dat aardbeienplanten wegkruipen

Iedereen die wel eens een aardbeienplant heeft gegroeid weet dat ze gegarandeerd uitlopers produceren. Aan deze kruipende stengel groeien dochter planten, maar geen aardbeien. Dit is niet alleen frustrerend voor hobby tuinders, maar net zo goed voor boeren. Nu heeft een groep Chinese en Amerikaanse onderzoekers uitgezocht hoe de planten de ontwikkeling van deze uitlopers reguleren.

Uitlopers ontwikkelen zich uit zo genaamde okselknoppen die zich vormen in de oksels van de stengels en waaruit zijtakken groeien. Deze takken kunnen verschillende identiteiten aannemen. Zoals de dertien in een dozijn tak die we allemaal als tak herkennen. In aardbeienplanten zijn deze reguliere takken vervangen door twee andere soorten takken. De eerste zijn de zo genaamde ‘branch crowns’ waaraan de bloemen en uiteindelijk de aardbeien groeien. De tweede zijn de uitlopers. Nu kan een aardbeienplant kiezen tot welk type tak de okselknoppen zich ontwikkelen. Hierbij zorgt lange dagen en hoge temperaturen ervoor dat er meer uitlopers komen terwijl er bij lage temperaturen en kort dagen er meer ‘branch crowns’ komen. Maar onderzoekers wilde weten wat nog meer de beslissing beïnvloed.

Alleen volwassen planten kruipen weg

Het eerste wat de onderzoekers deden was nagaan hoe hun wilde aardbeienplanten zich gedragen. Zo ontdekte de onderzoekers dat okselknoppen gevormd terwijl de plant nog niet volwassen was zich verder ontwikkelde als ‘branch crowns’ terwijl de okselknoppen gevormd wanneer de plant volwassen is zich verder ontwikkelede tot uitlopers. Dit gaf de onderzoekers een betrouwbaar fenotype die ze konden bevragen met mutantenstudies.

De eerste mutant die ze analyseerde was die voor de productie van gibberelline. De okselknoppen van planten die geen gibberelline produceerde ontwikkelde zich allemaal tot ‘branch crowns’ ook al waren ze pas gevormd toen de plant al volwassen was. Dit laat zien dat gibberelline de okselknoppen dirigeert richting de ontwikkeling van uitlopers.

Een tweede mutant die de onderzoekers testte was die van een roodlicht sensor, PhyB. Hierbij zagend e onderzoekers dat wanneer deze sensor niet werkt, de okselknoppen van de niet-volwassen groei-stadium niet rijpen. Dit suggereert dat de waarneming van roodlicht nodig is om de okselknoppen te laten rijpen.

Vier ontwikkelingsstadia

Nu met al deze mutanten, en duidelijke ontwikkelingsstadia wilde de onderzoekers uitzoeken hoe de gibberelline productie, die nodig is voor de switch van ‘branch crowns’ naar uitlopers, is gereguleerd. Door het vergelijken van de genen die actief waren in deze verschillende stadia vonden de onderzoekers een groep van vier gen-aanzetters. Een daarvan, ZFP6, besloten de onderzoekers verder te onderzoeken.

Net zoals de gibberelline mutant, produceerde ook planten zonder functioneel ZFD6 geen uitlopers. Daarnaast zetten deze planten ook de productie van gibberelline niet aan, wat suggereert dat ZFD6 dit reguleert.

Eerder studies suggereren dat er maar twee stadia van okselknop ontwikkeling zijn, initiatie en uitgroei, maar deze studie voegt daar nog twee stadia aan toe. Na het initiatie stadium zeggen de onderzoekers is een rijpingsstadium. Dit is het stadium waarin roodlicht waarneming een rol heeft. Hierop volgt een lot beslissend stadium, in aardbei wordt deze beslissing beïnvloed door de hoeveel gibberelline aanwezig is. De onderzoekers gaven ook het uitgroei stadium een andere naam, het differentiatie stadium, de plant reguleert dit stadium met lokale cytokinin ophopingen.

Literatuur

Guo L., Li M., Luo X., He T., Ma N., Tang S., and Liu Z. (2026). Integrative regulation of axillary meristem maturation and stolon fate determination in strawberry by light, gibberellin, and ZFP6. Mol. Plant. 19, 191–207. https://doi.org/10.1016/j.molp.2025.12.001

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.