Blomutveckling och pollenbildning
Jenny Carlsson, Matti Leino & Kristina Glimelius
Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för växtbiologi
Dag Hammarskjöldsväg 181, Box 7080, 750 07 UPPSALA
018-67 32 45
[email protected], [email protected], [email protected]
De flesta livsmedel består av produkter från blommor, som till exempel frukter och frön. Därför är det av
stort intresse att undersöka hur blomningen kan regleras i våra jordbruksväxter. Blomutvecklingen styrs i stor
utsträckning av samspelet mellan cellkärnan och mitokondrierna. I cellkärnan finns största delen av
arvsmassan medan mitokondrierna endast innehåller en begränsad del. Mitokondrierna producerar även en
stor del av cellernas energi. I arvsmassan finns alla gener som styr utvecklingen av växten. Generna regleras
av olika signaler. Dessa signaler kan komma utifrån, till exempel förändringar i temperatur, eller inifrån, till
exempel signaler från en cell till en annan. För två år sedan lyckades forskare bestämma hela arvsmassan hos
växten backtrav (Arabidopsis thaliana). Det gör att den ofta används som modell för att förstå hur växter
fungerar.
Vår forskning går ut på att ta reda på vilka gener som är inblandade i blommans utveckling och hur dessa
gener fungerar. För att kunna ta reda på detta undersöker vi ett modellsystem av raps som innehåller
mitokondrier från backtrav. Cellkärnan från raps och mitokondrierna från backtrav kan på grund av
skillnaderna mellan arterna inte kommunicera med varandra på ett perfekt sätt och det resulterar, av okänd
anledning, i att växten inte bildar blommor med ståndare och pollen. Genom att jämföra hur generna uttrycks
i den hansterila rapsen med vanlig raps kan vi förstå mer om genernas uttryck. Ny så kallad array-teknologi
gör det möjligt att bestämma uttrycket av växtens samtliga gener samtidigt och förstå vilka som är
verksamma under blomutvecklingens olika stadier.
En blomma som har fungerande pistill men inte fungerade ståndare på grund av att mitokondrien och
cellkärnan inte fungerar ihop är hansteril. Egenskapen brukar kallas för cytoplasmisk hansterilitet, CMS (från
engelskans cytoplasmic male sterility). Ståndarna i hansterila blommor kan se normala ut men vara mycket
mindre än en vanlig ståndare och sakna pollen, alternativt kan ståndarna till och med likna pistillen. Även
kronbladen kan se annorlunda ut. I mikroskop kan man även se skillnader på cellnivå, bland annat ser
mitokondrierna olika ut mellan vanlig raps och hansteril raps. Trots att vi vet hur de hansterila plantorna ser
ut morfologiskt och hur de växer, vet vi inte var den kritiska delen i den bristande kommunikationen mellan
cellkärna och mitokondrie ligger. Vårt mål är att ta reda på vilka gener som ligger bakom dessa förändringar,
i synnerhet de som ger upphov till de förändrade ståndarna.
En ökad förståelse för hur och vilka gener som styr blomningen kan ge oss nya möjligheter inom
växtförädlingen. Till exempel så används hansterila växter som moderlinjer i förädlingsarbete av
hybridutsäde. Idag arbetar växtförädlare nästan uteslutande med en enda moderlinje i framtagandet av
hybridraps, efterfrågan av nya moderlinjer är mycket stor för att kunna producera nya hybridsorter med ökad
avkastning och lägre utsädespris. Förädling av växter med större produktion av de blomdelar som ger
upphov till frukter och frön kan också bidra till rikligare skördar.
160
