Därför böjer sig fallna träd mot himlen
När ett träd placeras horisontellt börjar det böja sig för att lyfta sig tillbaka upprätt mot ljuset. En speciell typ av trä, så kallad tryckved, bildas i det böjda området och fungerar som en kontraherande muskel för att lyfta upp trädet. Forskare visar nu, med hjälp av muterade aspar, hur växthormonet etylen är inblandat i processen.
Etylen orsakar en förändring i träanatomin, men hittills har det inte varit känt om dessa förändringar verkligen behövs för upplyftningsresponsen.
– Vi analyserade genetiskt modifierade träd som gav olika respons på etylen. Träden placerades horisontellt för att inducera bildandet av tryckved. Under en period på fyra veckor tog vi bilder med jämna mellanrum för att övervaka hur träden lyfter sig uppåt, säger Bernard Wessels vid Institutionen för växtfysiologi, Umeå universitet.
De experimentella studierna av genmodifierad asp visar att etylen specifikt hämmar kärlbildning, vilket resulterar i mindre och färre kärl och fler fibrer.
– Vi kombinerade alla bilder till en time-lapse-video och jämförde responsen hos mutanterna med en icke modifierad kontroll. Mutanter som förlorat förmågan att känna av etylensignalen kämpade för att lyfta sig upp från bordets yta medan mutanter som var mer känsliga för etylen lyfte upp sig snabbare.
Forskarna i Umeå studerade anatomin på tryckveden hos mutanter och jämförde den med kontrollen. Han fann att antalet kärl i den etylen-okänsliga mutanterna, vilka hade problem att lyfta sig upp, var högre.
– Vi tror att fibrernas mekaniska styrka behövs för att lyfta upp trädet, förklarar Bernard Wessels. Etylen minskar antalet kärl och leder sålunda till en förändring av kärl/fiberförhållandet i tryckveden. Våra resultat visar emellertid också att etylen sannolikt inte är den enda faktorn som påverkar upplyftningsresponsen.
I en annan delstudie använde Bernard Wessels ett stort dataset med information om vilka gener som är aktiva under olika stadier av träformation, och screenade för gener som är involverade i kommunikationen av etylensignalen under träbildningen.
I alla olika stadier av träbildning fann han aktiva gener som var relaterade till etylen och han identifierade och karakteriserade nya gener som är involverade i kommunikationen av etylensignalen.
Bättre bild av vattentransporten
Bernard Wessels resultat hjälper oss att bättre förstå hur trä utvecklas och speciellt hur den vattentransporterande delen av träet, kärl, bildas. Denna kunskap är väldigt intressant för skogsindustrin och kan behövas för att selektera träd som bättre kan hantera extrema variationer i tillgången till vatten som torka eller vid översvämning.
Kontakt:
Bernard Wessels, Institutionen för växtfysiologi, Umeå universitet, bernard.wessels@umu.se
Avhandlingen:
The significance of ethylene and ethylene response factors in wood formation of hybrid aspen.
