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. Växthormonet etylen är involverat i denna process. Det orsakar en förändring i träanatomin, men hittills har det inte varit känt om dessa förändringar verkligen behövs för upplyftningsresponsen.
Trä är en väldigt komplex vävnad som innehåller två huvudsakliga celltyper, fibrer och kärlelement. Fiber ger mekanisk styrka till träet, medan kärlen huvudsakligen är ansvariga för transport av vatten och näringsämnen i stammen. Man vet att etylen påverkar förhållandet mellan kärlelement och fibrer under bildandet av tryckved.
Genom experimentella studier av genmodifierad asp visar Bernard Wessels att etylen specifikt hämmar kärlbildning, vilket resulterar i mindre och färre kärl och fler fibrer.
– 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. 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, säger Bernard Wessels.
Han studerade anatomin av 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 än i kontrollen medan de liknade kontrollen i de etylen-överkänsliga mutanterna.
– 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. Han screenades för gener som är involverade i kommunikationen av etylensignalen under träbildning. 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.
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.
Bernard Wessels har en kandidatexamen i molekylärbiologi och växtbioteknologi, och en masterexamen i växtpatologi, både från University of Stellenbosch, Sydafrika. Han växte upp i Stellenbosch, Sydafrika.
Källa: Umeå Universitet
