Träd använder blomningsgener för att styra knoppsättningen inför vintern

Hur lång växtsäsongen är påverkar både hur väl ett träd klarar vintern och hur mycket de hinner växa. Därför är det viktigt att förstå vad som styr växtsäsongens längd, bland annat för att kunna förutsäga hur skogar påverkas av klimatförändringarna.

Ove Nilsson och hans team vid Umeå Plant Science Centre ville ta reda på om samma gener som styr blomningen hos ettåriga växter också spelar en roll hos träd och hur de styr sin tillväxt under växtsäsongen. Resultaten överraskade dem. Det visade sig att evolutionen använder samma genetiska verktyg men för helt olika syften.

- Hos ettåriga växter bromsar de så kallade AP2-generna blomningen och får växten att sluta växa när den sätter frö. Hos träd styr de i stället när trädet ska sluta växa inför vintern och börja bilda knoppar som klarar kylan, förklarar Ove Nilsson. 

Samma gener, olika funktioner

Forskarna kunde också visa att dessa gener samarbetar med samma molekylära komponenter i både ettåriga växter och träd, men med motsatt effekt: i Arabidopsis hämmar de blomningsgenen FT, medan de aktiverar motsvarande gen i hybridasp. 

- Vi blev väldigt glada när vi hittade en viktig aktiverare av den här ”blomningsgenen”, eftersom den är central för hur lång växtsäsongen blir hos träd, tilläger Jihua Ding, tidigare postdoktor i Ove Nilssons labb som nu leder sin egen forskargrupp i Wuhan, Kina.

För att komma fram till resultaten använde forskarna CRISPR-Cas9 för att stänga av olika kombinationer av APS2-gener. Till slut lyckades de skapa sexfaldiga mutanter där alla tolv alleler - alltså de två kopiorna av var och en av sex relaterade gener - slagits ut samtidigt.

- Arbetet påbörjades för flera år sedan av tidigare doktorander i mitt labb, Maria Klintenäs och Shashank Sane, och kunde nu avslutas av Jihua Ding i sitt labb i Wuhan, säger Ove Nilsson. 

- Kunskapen kan i framtiden användas för att utveckla skogar som bättre klarar ett förändrat klimat.