Search

Plantengemeenschappen spelen bij veel ecosysteemfuncties en -diensten een cruciale rol. De bijdrage van plantensoorten hangt af van functionele eigenschappen als het aanbod van nectar en stuifmeel in bloemen. Lokale plantengemeenschappen verschillen sterk in het spectrum aan eigenschappen van de soorten en inzicht in deze variatie kan helpen bij duurzaam beheer en gebruik van deze functionele diversiteit. Stilgestaan wordt bij factoren die de variatie in het aanbod van nectar en stuifmeel in graslanden beïnvloeden.

Tomato production is threatened by climate change. High temperatures lead to a decrease of fruit set which correlates with a decrease of pollen fertility. The low viability of tomato pollen under heat stress was previously shown to be associated with alterations in specific metabolites. In this thesis, we used untargeted metabolomics approaches to broaden the identification of metabolites affected by heat stress. We assessed the suitability of pollen isolation methods for metabolomics analysis and considered the pitfalls for our further analysis. We explored the developmental metabolomes of pollen and anthers of different tomato genotypes under control and high temperature conditions and identified that microsporogenesis is a critical developmental stage for the production of mature and fertile pollen grain under heat stress. Several metabolites were putatively associated with tolerance to high temperature such as specific flavonoids, polyamines and alkaloids. These metabolites can be further used as markers in breeding programs to develop new genotypes tolerant to high temperatures.

Dit artikel is een compilatie van het Wageningen-UR PRI rapport 606 ’Factoren die het foerageergedrag van honingbijen bepalen (deel I)’. In dit rapport wordt het haalgedrag van de honingbij beschreven: hoe wordt het bepaald en wat wordt verzameld en hoe. Daarnaast is in het rapport een drachtplantenlijst opgenomen (deel II). Hoe bijen drachten bezoeken is interessant voor de bijenhouder en van wezenlijk belang voor het inzetten van honingbijen voor bestuiving en voor het interpreteren van uitkomsten in studies waarin bijenvolken gebruikt worden voor het aantonen van plantenziekten en milieuverontreinigingen.

Plantengemeenschappen spelen bij veel ecosysteemfuncties en -diensten een cruciale rol. De bijdrage van plantensoorten hangt af van functionele eigenschappen als het aanbod van nectar en stuifmeel in bloemen. Lokale plantengemeenschappen verschillen sterk in het spectrum aan eigenschappen van de soorten en inzicht in deze variatie kan helpen bij duurzaam beheer en gebruik van deze functionele diversiteit. Stilgestaan wordt bij factoren die de variatie in het aanbod van nectar en stuifmeel in graslanden beïnvloeden.

Dat trips een enorm probleem is in de sierteelt onder glas is geen nieuws meer. In de meeste gevallen gaat het dan om de Californische trips, een soort met een sterke voorkeur voor bloemen. De laatste jaren duikt er steeds vaker een andere polyfage trips op, de Echinothrips americanus. Deze typische bladbewonende trips kan in sierteeltgewassen zoals gerbera en roos behoorlijk schade geven als er niet tijdig wordt ingegrepen. In onderzoek is nog eens nauwkeurig gekeken naar de bestrijding met een aantal soorten roofmijten en roofwantsen.

Het verklaren van populatietrends is een belangrijk doel geweest van een breed scala aan ecologische studies. Dergelijke studies worden bemoeilijkt doordat bij zeldzame soorten een bepaalde eigenschap of gedrag zowel oorzaak als gevolg kan zijn van de achteruitgang van een soort. Wij omzeilden dit probleem door eigenschappen van soorten te vergelijken aan de hand van exemplaren in natuurhistorische musea die waren verzameld toen de soorten nog algemeen voorkwamen. Over de rol van voedselvoorkeur en -specialisatie als veroorzaker van de achteruitgang van hommelsoorten wordt al lange tijd gediscussieerd. Wij vergeleken de samenstelling van stuifmeelladingen van vijf hommelsoorten met stabiele populaties en vijf soorten met afnemende populaties met behulp van exemplaren in musea die voor 1950 waren verzameld in België, Engeland en Nederland.

Dit artikel is een compilatie van het Wageningen-UR PRI rapport 606 ’Factoren die het foerageergedrag van honingbijen bepalen (deel I)’. In dit rapport wordt het haalgedrag van de honingbij beschreven: hoe wordt het bepaald en wat wordt verzameld en hoe. Daarnaast is in het rapport een drachtplantenlijst opgenomen (deel II). Hoe bijen drachten bezoeken is interessant voor de bijenhouder en van wezenlijk belang voor het inzetten van honingbijen voor bestuiving en voor het interpreteren van uitkomsten in studies waarin bijenvolken gebruikt worden voor het aantonen van plantenziekten en milieuverontreinigingen.

Insecten leveren een bijdrage aan ecosysteemdiensten vanwege de bestuiving van allerlei gewassen. Maar uit nieuw onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, blijkt dat dat slechts geldt voor een kleine groep algemene soorten. Zeldzame soorten dragen nauwelijks bij aan bestuiving. In het internationale debat over biodiversiteitsbehoud kan de huidige focus op ecosysteemdiensten als argument voor soortbescherming voor zeldzame soorten dus slecht uitpakken.

Insecten leveren een bijdrage aan ecosysteemdiensten vanwege de bestuiving van allerlei gewassen. Maar uit nieuw onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications, blijkt dat dat slechts geldt voor een kleine groep algemene soorten. Zeldzame soorten dragen nauwelijks bij aan bestuiving. In het internationale debat over biodiversiteitsbehoud kan de huidige focus op ecosysteemdiensten als argument voor soortbescherming voor zeldzame soorten dus slecht uitpakken.

Dat trips een enorm probleem is in de sierteelt onder glas is geen nieuws meer. In de meeste gevallen gaat het dan om de Californische trips, een soort met een sterke voorkeur voor bloemen. De laatste jaren duikt er steeds vaker een andere polyfage trips op, de Echinothrips americanus. Deze typische bladbewonende trips kan in sierteeltgewassen zoals gerbera en roos behoorlijk schade geven als er niet tijdig wordt ingegrepen. In onderzoek is nog eens nauwkeurig gekeken naar de bestrijding met een aantal soorten roofmijten en roofwantsen.

Tijdens het symposium van bijen@wur PRI op 18 maart vertelde Sjef van der Steen over zijn onderzoek in 2009 en 2010 naar invloed van variatie en continuïteit in de aanvoer van stuifmeel op de vitaliteit van bijenvolken. Voor Bijenhouden schreef hij een artikel over zijn aanpak en de uitkomsten, met tot slot advies voor de imker.

Voedseltekort oorzaak afname aantal wilde bijen. Vooral grote bijen zijn de dupe van gebreken in menu.

Microspore embryogenesis is an expression of plant cell totipotency that leads to the production of haploid embryos. Besides being a widely exploited plant breeding tool, microspore embryogenesis is also a fascinating system that can be used to obtain a deeper mechanistic understanding of plant totipotency. This thesis aims to provide more insight into the process of microspore embryogenesis, from the formation of embryogenic cells to the outgrowth of differentiated embryos. In Chapter 1 background information is provided on the various aspects of Brassica napus microspore culture and plant development that intersect with the topics that are studied in this thesis. Emphasis is placed on the basic requirements and limitations for successful microspore embryo culture, as well as on the roles of the plant hormone auxin and epigenetic regulation in the development of plant embryos, during both zygotic and in vitro embryo development. Chapter 2 reviews the recent advances that have been made in understanding the developmental and molecular changes that take place during microspore embryogenesis in model systems. The commonly reported cellular changes associated with the establishment of embryo cell fate are summarized and evaluated. The subsequent differentiation of the embryo is also discussed, specifically, what is known about the establishment of polarity, with emphasis on the importance of exine rupture as a positional clue, and the processes that influence meristem maintenance during culture. Finally, the studies on the molecular changes during microspore embryo induction are put into context of male gametophytic development. Overall, the current perspective on microspore embryo initiation presents a landscape in which several routes can lead to the same final destination. Stress treatments are widely applied to induce embryogenic growth in microspore culture. Chapter 3 explores the role of histone acetylation status in stress-induced microspore embryogenesis in Brassica napus. Inhibition of histone deactylases (HDACs) using the HDAC inhibitor trichostatin A (TSA), phenocopies the heat stress treatment that is normally used to induce embryogenic cell proliferation in B. napus microspore culture. Arabidopsis is recalcitrant for haploid embryogenesis, yet treatment with TSA also induced embryogenic cell divisions in this model species. Our observations suggest that the totipotency of the male gametophyte is kept in check by an HDAC-dependent mechanism and that the stress treatments used to induce haploid embryo development in culture impinge on this HDAC-dependent pathway. The repression of HDACs or HDAC-mediated pathways by stress and the accompanying changes in histone acetylation status could provide a single, common regulation point for the induction of haploid embryogenesis. Chapter 4 builds on the knowledge developed in Chapter 3 on the role of HDAC proteins in plant totipotency. A wide variety of chemically distinct HDAC inhibitors was evaluated and additional inhibitors that enhance embryogenic cell induction and/or embryo yield were identified. One surprising observation was made during the course of this study: the initial donor microspore/pollen stage affects the quality of the embryo that is formed. In control cultures, embryos from progressively older stages of donor microspores/pollen became progressively compromised in their basal (axis region) region, characterized by a shift from normal embryos with apical (cotyledons) and basal (root) polarity to abnormal embryos with a reduced basal pole and ball-shaped embryos. These abnormal phenotypes could be partially complemented by treatment with HDAC inhibitors, which promoted growth of the basal region of the embryo. Progressive enhancement of embryo basal identity was accompanied by enhanced and broadened expression of the DR5 auxin response reporter. The embryo phenotypes observed in control and HDAC inhibitor treated microspore cultures are similar to the phenotypes induced by altered expression of the Arabidopsis TOPLESS (TPL)/HDAC19/BODENLOS (BDL) repressor complex, which acts to restrict expression of the AUXIN RESPONSE FACTOR ARF5/MONOPTEROS (MP) to the basal region of the embryo during zygotic embryo development. To understand why most embryogenic callus failed to develop further, we examined the transcriptome of globular-shaped embryos that have started to histodifferentiate and compared it with embryogenic callus. The transcriptome analysis showed that the expression of many genes that regulate (auxin-related) embryo patterning were downregulated in embryogenic callus compared to globular stage embryos. This result may simply reflect the lack of patterning in these embryos or might indicate a role of auxin-signalling in embryogenic callus formation. Chapter 5 examines how embryo identity and patterning is established in two B. napus microspore embryo pathways, a zygotic-like pathway, characterized by suspensor and then embryo proper formation, and a pathway characterized by initially unorganized structures that lack a suspensor. We specifically asked the question: how can embryo patterning be established in the absence of an initial asymmetric division and in the absence of a suspensor, two key events in zygotic embryo development. Analysis of embryo fate (GRP) and auxin (PIN1, PIN7 and DR5) markers showed that embryo fate was established prior to cell division, and independent of subsequent division pattern. The suspensorless embryo program was marked by a transient auxin maximum, followed by establishment of the apical and basal poles at the globular stage, coincident with release of the embryo from the pollen exine. Unlike zygotic embryo development, polar auxin transport (PAT) was not required for embryo initiation or polarity establishment in this system. Suspensor embryos developed in a similar fashion as zygotic embryos, PAT was required for specification of the embryo proper from the suspensor. Haploid embryogenesis therefore follows at least two programs, a PAT-dependent program that requires embryo proper specification from the suspensor, and an alternative PAT-independent program marked by an initial auxin maximum. In the final chapter, Chapter 6, the work presented in this thesis is put in context of the broader plant development field. The epigenetic regulation of developmental transitions that respond to stress and during pollen development are highlighted. A model is provided that histone acetylation levels mediated by HAT and HDAC regulate pollen fate.

Microspore embryogenesis is an expression of plant cell totipotency that leads to the production of haploid embryos. Besides being a widely exploited plant breeding tool, microspore embryogenesis is also a fascinating system that can be used to obtain a deeper mechanistic understanding of plant totipotency. This thesis aims to provide more insight into the process of microspore embryogenesis, from the formation of embryogenic cells to the outgrowth of differentiated embryos. In Chapter 1 background information is provided on the various aspects of Brassica napus microspore culture and plant development that intersect with the topics that are studied in this thesis. Emphasis is placed on the basic requirements and limitations for successful microspore embryo culture, as well as on the roles of the plant hormone auxin and epigenetic regulation in the development of plant embryos, during both zygotic and in vitro embryo development. Chapter 2 reviews the recent advances that have been made in understanding the developmental and molecular changes that take place during microspore embryogenesis in model systems. The commonly reported cellular changes associated with the establishment of embryo cell fate are summarized and evaluated. The subsequent differentiation of the embryo is also discussed, specifically, what is known about the establishment of polarity, with emphasis on the importance of exine rupture as a positional clue, and the processes that influence meristem maintenance during culture. Finally, the studies on the molecular changes during microspore embryo induction are put into context of male gametophytic development. Overall, the current perspective on microspore embryo initiation presents a landscape in which several routes can lead to the same final destination. Stress treatments are widely applied to induce embryogenic growth in microspore culture. Chapter 3 explores the role of histone acetylation status in stress-induced microspore embryogenesis in Brassica napus. Inhibition of histone deactylases (HDACs) using the HDAC inhibitor trichostatin A (TSA), phenocopies the heat stress treatment that is normally used to induce embryogenic cell proliferation in B. napus microspore culture. Arabidopsis is recalcitrant for haploid embryogenesis, yet treatment with TSA also induced embryogenic cell divisions in this model species. Our observations suggest that the totipotency of the male gametophyte is kept in check by an HDAC-dependent mechanism and that the stress treatments used to induce haploid embryo development in culture impinge on this HDAC-dependent pathway. The repression of HDACs or HDAC-mediated pathways by stress and the accompanying changes in histone acetylation status could provide a single, common regulation point for the induction of haploid embryogenesis. Chapter 4 builds on the knowledge developed in Chapter 3 on the role of HDAC proteins in plant totipotency. A wide variety of chemically distinct HDAC inhibitors was evaluated and additional inhibitors that enhance embryogenic cell induction and/or embryo yield were identified. One surprising observation was made during the course of this study: the initial donor microspore/pollen stage affects the quality of the embryo that is formed. In control cultures, embryos from progressively older stages of donor microspores/pollen became progressively compromised in their basal (axis region) region, characterized by a shift from normal embryos with apical (cotyledons) and basal (root) polarity to abnormal embryos with a reduced basal pole and ball-shaped embryos. These abnormal phenotypes could be partially complemented by treatment with HDAC inhibitors, which promoted growth of the basal region of the embryo. Progressive enhancement of embryo basal identity was accompanied by enhanced and broadened expression of the DR5 auxin response reporter. The embryo phenotypes observed in control and HDAC inhibitor treated microspore cultures are similar to the phenotypes induced by altered expression of the Arabidopsis TOPLESS (TPL)/HDAC19/BODENLOS (BDL) repressor complex, which acts to restrict expression of the AUXIN RESPONSE FACTOR ARF5/MONOPTEROS (MP) to the basal region of the embryo during zygotic embryo development. To understand why most embryogenic callus failed to develop further, we examined the transcriptome of globular-shaped embryos that have started to histodifferentiate and compared it with embryogenic callus. The transcriptome analysis showed that the expression of many genes that regulate (auxin-related) embryo patterning were downregulated in embryogenic callus compared to globular stage embryos. This result may simply reflect the lack of patterning in these embryos or might indicate a role of auxin-signalling in embryogenic callus formation. Chapter 5 examines how embryo identity and patterning is established in two B. napus microspore embryo pathways, a zygotic-like pathway, characterized by suspensor and then embryo proper formation, and a pathway characterized by initially unorganized structures that lack a suspensor. We specifically asked the question: how can embryo patterning be established in the absence of an initial asymmetric division and in the absence of a suspensor, two key events in zygotic embryo development. Analysis of embryo fate (GRP) and auxin (PIN1, PIN7 and DR5) markers showed that embryo fate was established prior to cell division, and independent of subsequent division pattern. The suspensorless embryo program was marked by a transient auxin maximum, followed by establishment of the apical and basal poles at the globular stage, coincident with release of the embryo from the pollen exine. Unlike zygotic embryo development, polar auxin transport (PAT) was not required for embryo initiation or polarity establishment in this system. Suspensor embryos developed in a similar fashion as zygotic embryos, PAT was required for specification of the embryo proper from the suspensor. Haploid embryogenesis therefore follows at least two programs, a PAT-dependent program that requires embryo proper specification from the suspensor, and an alternative PAT-independent program marked by an initial auxin maximum. In the final chapter, Chapter 6, the work presented in this thesis is put in context of the broader plant development field. The epigenetic regulation of developmental transitions that respond to stress and during pollen development are highlighted. A model is provided that histone acetylation levels mediated by HAT and HDAC regulate pollen fate.

In 2004 ging in de Hoeksche Waard het LTO-project Functionele Agrobiodiversiteit (FAB) van start. Het doel van dit project was om in een grootschalig agrarisch cultuurlandschap meer gebruik te maken van een hoge biologische diversiteit. Door deze diversiteit te realiseren, zouden ziekten en plagen op een natuurlijker wijze onderdrukt kunnen worden. Er moet dan wel een aanpassing in landschap plaatsvinden: in de ideale situatie zorgen in de winter houtige begroeiingen en middelhoge grasachtige vegetaties voor schuilplaatsen voor natuurlijke vijanden en in het groeiseizoen helpen kruidenrijke vegetaties met voldoende bloemen bij het voorzien in nectar en stuifmeel (voedsel voor o.a. zweefvliegen en sluipwespen). Het belangrijkste voordeel van FAB is dat boeren minder gewasbeschermingsmiddelen hoeven toe te passen op hun akkers. Dit komt ten goede aan hun portemonnee, maar levert ook een belangrijke bijdrage aan de verbetering van de kwaliteit van het oppervlaktewater. Dat het bevorderen van FAB daadwerkelijk leidt tot een vermindering van het bestrijdingsmiddelengebruik in het gebied staat nog niet onomstotelijk vast

De eik houdt de genetische variatie op peil en voorkomt inteelt doordat de moedereik selecteert op stuifmeel van ver verwijderd staande eiken. Dit blijkt uit DNA-onderzoek van de eikels van groepjes eiken op locaties in het Leuvenumse bos en in Amsterdam

Eind jaren negentig startte PPO-fruit in Randwijk een onderzoek naar sierperen als bestuiver voor gewone peer. De toename van Conference-beplantingen, de afname van het belang van andere perenrassen en de toename van blokbeplantingen maakten be beschikbaarheid van enkele goede sierbestuivers wenselijk. In 2006 werd belsoten tot introductie, en sinds 2007 werken hieraan negen Nederlandse vruchtboomkwekers mee

De laatste jaren vormt dopluis (Parthenolecanium corni) een geducht probleem voor de kwekers van de snijheester Ilex verticillata. Het gewas wordt geteeld voor de snij van takken met rode bessen. Het algemene bestrijdingsadvies voor dopluis is om een bespuiting uit te voeren op het moment dat de jonge dopluizen uitzwermen onder de dop van de moeder vandaan. Ze zijn dan het kwetsbaarst, omdat ze dan nog geen beschermende dop hebben. Bij Ilex valt dit moment echter samen met de bloeiperiode. Op dat moment worden bijen ingezet voor de bestuiving, nodig voor een goede beszetting. Veel middelen zijn schadelijk voor bestuivers en kunnen dus niet worden gebruikt. Het gevolg is dat dopluis onvoldoende bestreden wordt. Een bijkomend probleem is dat in deze periode van het jaar het middel moeilijk op de juiste plaats komt door het dichte gewas. De volgende oplossingsrichtingen werden verkend: ander bestrijdingstijdstip, bij-vriendelijker middelen, benutten natuurlijke vijanden en gemakkelijk verwijderen doppen tijdens afbroei van het blad.

De laatste jaren vormt dopluis (Parthenolecanium corni) een geducht probleem voor de kwekers van de snijheester Ilex verticillata. Het gewas wordt geteeld voor de snij van takken met rode bessen. Het algemene bestrijdingsadvies voor dopluis is om een bespuiting uit te voeren op het moment dat de jonge dopluizen uitzwermen onder de dop van de moeder vandaan. Ze zijn dan het kwetsbaarst, omdat ze dan nog geen beschermende dop hebben. Bij Ilex valt dit moment echter samen met de bloeiperiode. Op dat moment worden bijen ingezet voor de bestuiving, nodig voor een goede beszetting. Veel middelen zijn schadelijk voor bestuivers en kunnen dus niet worden gebruikt. Het gevolg is dat dopluis onvoldoende bestreden wordt. Een bijkomend probleem is dat in deze periode van het jaar het middel moeilijk op de juiste plaats komt door het dichte gewas. De volgende oplossingsrichtingen werden verkend: ander bestrijdingstijdstip, bij-vriendelijker middelen, benutten natuurlijke vijanden en gemakkelijk verwijderen doppen tijdens afbroei van het blad.

Tijdens het symposium van bijen@wur PRI op 18 maart vertelde Sjef van der Steen over zijn onderzoek in 2009 en 2010 naar invloed van variatie en continuïteit in de aanvoer van stuifmeel op de vitaliteit van bijenvolken. Voor Bijenhouden schreef hij een artikel over zijn aanpak en de uitkomsten, met tot slot advies voor de imker.

Het verklaren van populatietrends is een belangrijk doel geweest van een breed scala aan ecologische studies. Dergelijke studies worden bemoeilijkt doordat bij zeldzame soorten een bepaalde eigenschap of gedrag zowel oorzaak als gevolg kan zijn van de achteruitgang van een soort. Wij omzeilden dit probleem door eigenschappen van soorten te vergelijken aan de hand van exemplaren in natuurhistorische musea die waren verzameld toen de soorten nog algemeen voorkwamen. Over de rol van voedselvoorkeur en -specialisatie als veroorzaker van de achteruitgang van hommelsoorten wordt al lange tijd gediscussieerd. Wij vergeleken de samenstelling van stuifmeelladingen van vijf hommelsoorten met stabiele populaties en vijf soorten met afnemende populaties met behulp van exemplaren in musea die voor 1950 waren verzameld in België, Engeland en Nederland.

Honey bees are important pollinators in agricultural crops, home gardens, orchards and wildlife habitats. As they fly from flower to flower in search of nectar and pollen, they transfer pollen from plant to plant, thus fertilizing the plants and enabling them to bear fruit. In light of this, honey bees could be a factor in spreading pollen grains derived from genetically modified (GM) plants in field trials. The extent to which pollen dispersal occurs and the distances achieved depends on many factors. Knowledge of these factors may be important for (future) risk assessments of GM plants. An overview of relevant information concerning the relationship between honey bees and pollen is presented, based on a literature survey, a database of pollen composition of Dutch honeys and a concise laboratory experiment.

Honey bees are important pollinators in agricultural crops, home gardens, orchards and wildlife habitats. As they fly from flower to flower in search of nectar and pollen, they transfer pollen from plant to plant, thus fertilizing the plants and enabling them to bear fruit. In light of this, honey bees could be a factor in spreading pollen grains derived from genetically modified (GM) plants in field trials. The extent to which pollen dispersal occurs and the distances achieved depends on many factors. Knowledge of these factors may be important for (future) risk assessments of GM plants. An overview of relevant information concerning the relationship between honey bees and pollen is presented, based on a literature survey, a database of pollen composition of Dutch honeys and a concise laboratory experiment.

De meeste pruimen die in Nederland geteeld worden, zijn nog altijd de rassen de Opal en Reine Victoria. Beide rassen zijn zelfbestuivers en hebben dus geen vreemd stuifmeel nodig voor een succesvolle zetting. Die zetting is bij deze rassen doorgaans zo sterk dat dunning een aanzienlijk deel van de teelt uitmaakt.