Artikkel

Ikke se skogen for bare trær

Reidunn Aalen
Reidunn Aalens gruppe har funnet et nytt gen som kan føre til at blomsterbuketten din kan holde lenger og også gjøre livet lettere for bønder. Foto: Elina Melteig/UiO Bruk bildet.

Ikke se skogen for bare trær

Hver eneste høst blir trærne forvandlet til nydelige paletter av gult og rødt, før løvet faller. Dette kan kanskje være lønnsom kunnskap, takket være genet IDA.

Arabidopsis thaliana
Arabidopsis thaliana: Den venstre er villtype og har mistet sine blomster. Den høyre er genmodifisert og har fremdeles blomstene i behold. Foto: Elina Melteig

Hvert år taper bønder en del av avlingen fordi frukter, frø og nøtter modnes og faller ned på litt ulike tidspunkter. Hvis tidspunktet frukten faller på kan styres kan det bety at avlingen blir større for den samme innsatsen.

Dette er ikke bare en bærekraftig utvikling innen jordbruk, men det vil også kunne gi større inntekter for bøndene.

– For mennesker er absisjonsprosesser (felling av blader og frukt) av stor betydning. Kornslagene som vi dyrker feller ikke frøene sine slik som ville gressarter. Derfor kan man  få en effektiv innhøsting, noe som i sin tid dannet basisen for landbruk og bofasthet, forklarer Reidunn Aalen, ved Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo.

– Absisjon (felling) er helt vesentlig for a plantene skal kunne spre frø og frukt som kan gi opphav til nye planter. I landbruk og fruktdyrking ville vi fått mindre tap hvis vi kunne hatt kontroll på absisjonprosessen. Genet IDA ser ut til å være involvert i mange viktige arter, legger hun til.

Flere fordeler

Kanskje betyr det også at vi kan få alle bladene i en park til å falle samtidig. Forhåpentligvis en dag har vi tilfeldigvis et nett under, slik at hele rake-jobben blir unødvendig.

Blomstene du har fått i bursdagsgave varer kanskje dobbelt så lenge fordi kronbladene ikke faller av.

Det er mange som har interesse av å vite hvordan og hvorfor blader, blomster og frukt felles av planten. Det viser seg at det er et gen som har stor betydning for denne prosessen: IDA, eller INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION. Forskningen på dette genet er også med på å bedre forståelsen av hvordan planteceller kommuniserer med hverandre.

– Tidligere ble det meste ved planters vekst og utvikling tilskrevet plantehormoner. I løpet av det siste tiåret har blant annet vår forskning vist at slike små signalstoffer, som av og til kalles "peptidhormoner", er helt vesentlige for kommunikasjon mellom naboceller: De er involvert i celledeling, cellevekst, cellespesialisering, celledød og for IDAs del celleseparasjon, utdyper Aalen.

Mutanter i forskningen

Professor Aalen og hennes gruppe forsker på signalstoffer i planter. En del av det de forsker på handler om nettopp det som skjer når bladene visner og faller av. De forsker imidlertid ikke på trær, men en liten plante som er lett å dyrke.

Mange vil kjenne den som vårskrinneblom, men blant forskere er den best kjent som Arabidopsis thaliana. Ofte bruker forskerne ulike mutanter av denne planten for å finne ut hvordan gener og signalstoffer påvirker hverandre, og hva det gjør. Vanligvis feller denne planten kronbladene etter befruktning, men Aalens gruppe oppdaget en mutant der ikke skjedde.

– Forskere har utviklet metoder for å lage Arabidopsis-planter med muterte gener, og nå finnes det over 300.000 forskjellige mutante Arabidopsis-planterlinjer. I en slik samling lette vi etter planter som så unormale ut, og oppdaget mutanten som vi senere kalte IDA. Den skilte seg veldig ut fra de andre plantene siden de hvite kronbladene satt langsetter hele blomsterstengelen, sier Aalen, og fortsetter:

– Vi fant fram til genet som var mutert ved hjelp av genetiske og molekylære metoder. Senere har vi brukt biokjemiske og genetiske metoder til å finne funksjonen til IDA-genet.

Hva skjer når løvet faller?

mutert Arabidopsis thaliana
IDA-mutanter. Illustrasjon Reidunn Aalen

Når plantene feller blomster og blader skjer det i et spesielt område. Det er her bladet er festet til resten av planten. I dette området begynner cellene å forandre seg, og det produseres enzymer som bryter ned ”limet” som holder plantecellene sammen. Det er dette som skjer når løvet faller, eller kronbladene felles i vårskrinneblom-plantene.

– Det viste seg at IDA-genet koder for et lite protein, et peptid, som setter i gang prosessen. IDA peptidet fungerer som et signalstoff som skrur på gener som bryter ned cellevegger i en sone nederst på kronbladene slik at de løsner. Hos mutant-plantene produseres ikke IDA peptidet, forteller Aalen og forklarer hva som skjer hos planter som har denne mutasjonen:

- Når IDA-genet er mutert skrus ikke disse genene på, og da brytes ikke celleveggene ned så kronbladene blir simpelthen bare sittende der, til og med etter at planten er tørket helt inn og har mistet frøene sine.

I en ny studie har Aalen og hennes forskningsgruppe funnet ut at genet IDA går igjen hos veldig mange andre planter og synes å ha den samme funksjonen. Dette betyr at forskningen på vårskrinneblom kan få konsekvenser for måten vi dyrker mat på i fremtiden.

Genet er funnet i for eksempel raps, tomater og soya som er noen av de viktigste plantene vi har i dag. Det betyr at dette genet kan være fordelaktig i jordbruk, men mutasjonen har ingen fordel for planten selv. Aalen forklarer:

– Det er vanskelig å se noen spesiell fordel for planten.  Det er neppe noen fordel å beholde organer som ikke er til noen nytte. I vår del av verden er det en for eksempel en fordel for trær å felle bladene om høsten før vinteren setter inn med kulde og lite lys, og vi har vist at IDA blir skrudd på da. 

Les også:

Ingen vits i å klone en pen katt

Våre forfedre ble tyngre senere enn antatt

Kontakt:

Professor Reidunn Aalen ved Institutt for biovitenskap

Referanse:

Front. Plant Sci., 30 October 2015 | http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2015.00931

Les også

Thorium er kåret til Norges nasjonalgrunnstoff

Thorium er Norges nasjonalgrunnstoff

Oppkalt etter den norrøne guden Tor. Oppdaget i et mineral fra Norge. Store norske forekomster og muligens løsningen på fremtidens energibehov.