Modulering av den inre klockan ökar tillväxten hos hybridasp

Miljöförhållandena under dag och natt, liksom under olika årstider, varierar avsevärt. Utan ljus är fotosyntesen omöjlig och extrema temperaturer, som på vintern, kan skada växterna. Växtens inre klocka hjälper till att koordinera tillväxt och anpassning till dessa återkommande förändringar. Den regleras av ett komplext molekylärt nätverk och samspelar med många andra utvecklings- och tillväxtprocesser, till exempel de som styrs av växthormoner.

- Växthormoner spelar en viktig roll i regleringen av nästan alla aspekter av växternas utveckling, säger Johan Sjölander, doktorand i Maria E. Erikssons grupp vid Umeå Plant Science Centre och Umeå universitet.

- Klockan fungerar som en huvudreglerare som säkerställer optimal timing och hormonbalans under dagen och under årstiderna, vilket i slutändan ökar växtens förmåga att växa och anpassa sig.

Klockan fungerar som en huvudreglerare som säkerställer optimal timing och hormonbalans under dagen och under årstiderna.

För att undersöka hur den inre klockan samspelar med växthormoner skapade Johan Sjölander och hans kollegor hybridasp med minskad aktivitet i en klockkomponent. När de mätte mängden av växthormoner såg de att den från gibberellinner förändrades, samtidigt som tillväxten av träden ökade. Gibberellin är känt för att stimulera cellförlängning och främja växtens höjd, men att se denna effekt när den interna klockan stördes var ovanligt.

- Generellt sett leder den här typen av förändringar av den inre klockan till träd som inte är synkroniserade med sin omgivning, vilket i slutändan hämmar deras förmåga att växa, förklarar Johan Sjölander.

- Vår forskning visar att om man riktar in sig på specifika klockkomponenter kan det få motsatt effekt. Detta illustrerar hur komplext förhållandet mellan den inre klockan och växthormoner som gibberellin är.

Dessa resultat tyder på att den inre klockan är ett lovande mål för att öka trädens produktivitet utan att de tappar förmågan att anpassa sin tillväxt till de olika årstiderna.

Johan Sjölanders handledare Maria E. Eriksson har tidigare visat att träd som producerar mer gibberelliner har svårare att anpassa sin tillväxt till årstidsväxlingarna. De slutade inte att växa när dagarna blev korta. Johan Sjölander och hans kollegor använde nu en justerad strategi. Han skapade hybridaspar där ökningen av gibberelliner styrdes av den inre klockan. Dessa träd växte bättre, producerade mer biomassa och förlorade inte sin förmåga att stoppa tillväxten under korta dagar.

- Dessa resultat tyder på att den inre klockan är ett lovande mål för att öka trädens produktivitet utan att de tappar förmågan att anpassa sin tillväxt till de olika årstiderna, säger Johan Sjölander.

- När jag påbörjade min doktorandutbildning var en motivation att mina resultat skulle kunna bidra till att förbättra effektiviteten och hållbarheten inom jord- och skogsbruket. Det finns naturligtvis fortfarande mycket kvar att göra, men det är givande att se vilken potential den här forskningen har för att förbättra framtida förädlingsstrategier.