Läka såret eller bilda rötter? Vattentillgången avgör

Från ett bortryckt tomatblad som hamnar på marken växer det ibland ut rötter, medan det i andra fall bildas sårläkningsvävnad. En SLU-ledd studie visar nu att det är vattentillgången som styr bladets öde vid en sådan skada, något som till stor del har förbisetts i tidigare forskning.

– Vi tror att vårt arbete kan vara en milstolpe när det gäller utveckling av metoder för förökning av växtmaterial, säger Abdul Kareem, studiens huvudförfattare och forskare i professor Charles Melnyks forskargrupp. Det kan handla om allt från vävnadsodling till luftavläggning, som innebär att man skapar nya rötter på en gren eller stam medan den fortfarande sitter fast på moderplantan.

Växter har en enastående anpassningsförmåga. Det kan handla om att anpassa tillväxten till förändringar i omgivningen, som beskuggning eller vattenbrist, men också om vad som sker vid skador. Vad är det då som avgör om en skadad växtdel ska bilda nya rötter eller främja läkning? Och varför är detta så viktigt för bioteknik och jordbruk?

En tidigare studie upptäckte att ett avklippt blad bildade rötter om bladskaftets snittyta rörde vid underlaget, medan det bildade en tjock massa av stamcellsliknande celler (kallus) när den skadade delen var i luften. Ny forskning från SLU visar att det är vattentillgången som avgör vad som börjar växa ut i snittytan: När den rörde vid en blöt yta bildades rötter, men vid torrare förhållanden bildades kallus. Upptäckten gjordes i studier av växten backtrav (Arabidopsis thaliana), en viktig modellorganism inom växtforskning, men samma fenomen kunde också ses hos tomatplantor.

– Det här antyder att samma process kan ske i många växtarter, säger Ellen Fasth och Anna van Wüllen, som är doktorander vid SLU och medförfattare.

Påverkar genaktivitet och hormonnivåer

I studien har forskarna också undersökt vad som händer på molekylär nivå när växter skadas. Något de upptäckte var att hundratals gener slås av eller på beroende på vattentillgången, och att det samtidigt sker hormonella förändringar, särskilt när det gäller tillväxthormonet auxin.

Bland annat aktiverades flera gener som är kopplade till rotutveckling mycket snabbt efter en skada under vattenrika förhållanden. Under torra förhållanden aktiverades i stället gener kopplade till kallus-tillväxt. Det betyder att tillgången på vatten, genom hormonell påverkan, avgör vad som kommer att ske i växten direkt efter att en skada uppstått.

Viktiga tillämpningar i de gröna näringarna

Bildning av rötter och kallusvävnad är ett oerhört intressant ämne för växtforskare, men det finns också viktiga tillämpningar inom jordbruk, trädgårdsodling, skogsbruk och naturvård. Där kan vävnadsodling – där hela plantor kan odlas fram från ett blad – innebära många praktiska och ekonomiska fördelar. Inom vävnadsodling har det funnits ett starkt fokus på att optimera odlingsmediets innehåll av växtnäring och hormoner, medan vattentillgången har varit en i stora delar förbisedd faktor.

Forskarna menar att klargörandet av vattentillgångens avgörande betydelse för rotbildning bör kunna bana väg för en rad framtida tillämpningar inom såväl odling som bioteknik.

Kontaktpersoner

Anna Van Wüllen, doktorand
Institutionen för växtbiologi, SLU
018-67 32 45, anna.van.wullen@slu.se

Charles Melnyk, professor
Institutionen för växtbiologi, SLU
018-67 32 38, charles.melnyk@slu.se

Den vetenskapliga artikeln

Kareem, A., van Wüllen, A. K., Zhang, A., Walckiers, G., Fasth, E., & Melnyk, C. W. (2025). Water availability positions auxin response maxima to determine plant regeneration fates. Nature Plants, 1–13. https://doi.org/10.1038/s41477-025-02029-2

Foton

Fotokollage (toppbilden)

Till vänster ett avskuret blad som vidrör mediet och bildar nya rötter. Till höger ett blad med snittytan i luften som bildar kallus (sårläkningsvävnad). Foto: Abdul Kareem (Anpassad från Kareem et al., 2025, licensierad under CC BY 4.0.)

Studie av genaktivitet

Ett avskuret blad som producerar kallus och uttrycker en kambial gen (rosa färg) under låg vattentillgång. Anpassad från Kareem et al., 2025, licensierad under CC BY 4.0.