Barriär för växtförädlare förklarad

Ett stort bekymmer i växtförädlingen är att det är svårt att korsa kulturväxter med de vilda växter de härstammar ifrån – fröna blir oftast inte livsdugliga. Grunden till problemet är att kulturväxterna oftast har fler kromosomuppsättningar än de vilda. Nu har forskare från SLU identifierat en gen som gör att frövitan inte utvecklas normalt vid denna typ av korsningar. Upptäckten banar väg för metoder att kringgå denna barriär som gör det svårt att utnyttja värdefulla egenskaper hos vilda växter.

I en artikel i tidskriften Developmental Cell har Claudia Köhler och hennes kollegor vid SLU och i Schweiz identifierat en gen som orsakar att fröer aborteras vid korsning av växter med olika antal kromosomuppsättningar. Svårigheten att lyckas med denna typ av korsningar är ett stort hinder vid växtförädling, eftersom merparten av våra jordbruks- och trädgårdsgrödor är polyploida, dvs. har fler än två uppsättningar av arvsmassan, medan de växter de härstammar ifrån till övervägande del är diploida, dvs. har just två uppsättningar av kromosomerna. Försök att överföra egenskaper som insektsresistens eller torktolerans från en vild diploid art till en kulturväxt misslyckas därför ofta, ett välkänt fenomen som brukar kallas den "triploida spärren" (the triploid block).

Grunden till problemet är störningar i utvecklingen av frövitan, den vävnad som försörjer grodden med näring, på samma sätt som moderkakan försörjer ett foster. Forskargruppen har nu identifierat en gen som orsakar en allvarlig störning när fadern och modern har skilda antal kromosomuppsättningar. Genen är en så kallad präglad gen, vilket innebär att den uttrycks olika starkt beroende på om den kommer från hanlig eller honlig arvsmassa.

I studien användes växten backtrav som modellväxt. En planta med en mutation som bröt den "triploida spärren" och i stort sett bara producerade livskraftiga frön, var det som gjorde det möjligt att hitta rätt gen. Kunskapen om den molekylära bakgrunden till den triploida spärren ger växtförädlarna nya möjligheter att kringgå denna spärr, och den ökar dessutom förståelsen för artbildning i naturen.

Mer information
Claudia Köhler
Inst. för växtbiologi och skogsgenetik
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala
018-67 33 13, Claudia.Kohler@slu.se

Pressbild (får användas fritt i samband med artiklar om detta pressmeddelande, fotograf ska anges)

• Livskraftiga triploida frön som tagits fram med hjälp av en muterad backtravsplanta (och enstaka aborterade, skrumpna frön). Foto: Claudia Köhler 

Artikeln
David Kradolfer, Philip Wolff, Hua Jiang, Alexey Siretskiy & Claudia Köhler. An imprinted gene underlies postzygotic reproductive isolation in Arabidopsis thaliana. Developmental Cell, 26, 525–535. http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2013.08.006

Tidigare nyheter om Claudia Köhlers forskning

• SLU:s första anslag från Europeiska forskningsrådet
• Fröstorleken bestäms i en dragkamp mellan föräldrarnas gener

Claudia Köhler är professor i molekylär växtcellbiologi vid SLU:s BioCentrum i Uppsala sedan oktober 2010, och hon var innan dess verksam i Zürich i Schweiz. Hennes specialintresse är fröbildningens genetik.