De senaste åren har granbarkborren varit ett mycket uppmärksammat plågoris, men på lång sikt är svampen rotticka, som orsakar rotröta, den allvarligaste skadegöraren på svensk gran. Redan idag har ungefär var sjätte avverkad gran rötskador i varierande grad, och förekomsten av rotticka ökar i skogarna. Kostnaderna uppskattas till två miljoner kronor om dagen, så det finns stora värden att rädda om svampens härjningar kan begränsas – och ännu större att förlora, om ingenting görs.
Spridning av rotticka kan motverkas med biologisk bekämpning, men en mer attraktiv lösning är att förädla fram mer motståndskraftiga granar. Det naturliga urvalet arbetar tyvärr mycket långsamt i fallet rotticka och gran. Trädet ruttnar från insidan, men det överlever under många årtionden och mottagliga individer kan under tiden fortsätta att fröa av sig. Urvalet skulle alltså behöva hjälp på traven genom att man endast använder frön från träd med större motståndskraft.
Rajiv Chaudhary har i sitt doktorsarbete vid SLU letat efter molekylära markörer, dvs. identifierbara delar av trädets DNA som är kopplade till motståndskraft, och som därför kan användas för att sålla ut motståndskraftiga träd på ett mycket tidigt stadium.
– I avhandlingen identifieras flera gener som kan användas som markörer för motståndskraft i gran, säger Rajiv Chaudhary. De är mycket intressanta för ett framtida förädlingsarbete, eftersom deras funktion har bekräftats med dubbla metoder och, i några fall, dessutom visat sig vara särskilt uttryckta (aktiverade) i själva infektionszonen.
I arbetet har Rajiv och hans kollegor gjort en sammanställning av flera tidigare studier som har mätt motståndskraften i en stor mängd syskonträd och sedan undersökt vilka områden i arvsmassan som bara de bästa syskonen har gemensamt. Sammanställningen gav en mycket högupplöst bild av vilka gener som finns i de mest intressanta områdena. Därefter gjordes infektionsförsök i barken på unga granar för att kunna studera vilka av dessa gener som faktiskt påverkas vid angrepp av rotticka.
Flera starka kandidater
I infektionsstudien hittades inte mindre än 124 gener som både var tydligt påverkade av infektionen och belägna i de intressanta delarna av arvsmassan. Några av dessa gener har i tidigare studier visat sig vara involverade i motståndskraft mot infektioner.
Ett exempel är genen PaNAC04, som var kraftigt uppreglerad vid infektion. Denna gen är en så kallade transkriptionsfaktor och påverkar uttrycket av andra gener, dvs. i vilken utsträckning de är aktiverade. Många transkriptionsfaktorer har en påvisad roll i växters hantering av olika typer av stress, och har dessutom visat sig påverka toleransen mot angripande skadegörare av olika slag.
Kompletterande studier
Studier av syskonfamiljer är användbara, men en svaghet är att de bara lokaliserar gener vars aktivitet skiljer sig mellan föräldrarna. Även andra gener kan dock vara nog så viktiga för motståndskraften.
– Därför gjorde vi också en studie med 466 obesläktade granar, säger Rajiv Chaudhary. Principen är den samma som i syskonstudierna. När vi hittar områden i arvsmassan som är identiska hos just de motståndskraftiga individerna, kan vi förmoda att dessa innehåller gener som påverkar motståndskraften.
Denna studie fångade in genen PaLAC5, som var tydligt uttryckt just i barken vid infektionssåret, och enbart vid infektion med rotticka. Tidigare studier har visat att PaLAC5 aktiveras just vid stressreaktioner. Den styr tillverkningen av enzymet lackas som används vid produktionen av lignin, som gör vävnaden svårframkomlig för den infekterande svampen.
Lyckad kombination av olika metoder
Styrkan med Rajiv Chaudharys arbete är att han använt två typer av studier för att identifiera resistensgener som skulle kunna användas i ett riktat förädlingsarbete. Den ena typen visar i vilka områden i arvsmassan det finns betydelsefulla gener, men utan att visa att de faktiskt är aktiva. Den andra typen visar vilka gener som är aktiva i samband med infektion, men utan att bevisa deras betydelse. Kombinationen av dessa angreppssätt visade sig vara ett kraftfullt verktyg vid identifieringen av resistensgener som kan bli markörer för att sålla ut motståndskraftiga träd i ett tidigt stadium.
En mer utförlig populärt skriven sammanfattning på svenska finns här:
https://www.slu.se/ew-nyheter/2020/10/resistensgener/
__________
MSc Rajiv Chaudhary, institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi, försvarade sin doktorsavhandling Identification of molecular markers associated with fungal resistance in Norway spruce and common ash den 18 september 2020 vid SLU i Uppsala. Opponent var professor Erik Dahl Kjaer, Köpenhamns universitet.
Mer information
Rajiv Chaudhary, doktorand
Institutionen för skoglig mykologi och växtpatologi
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala
rajiv.chaudhary@slu.se, 018-67 16 02
Frågor på svenska besvaras av Malin Elfstrand, biträdande handledare och forskare vid samma institution. malin.elfstrand@slu.se, 018-67 15 79
Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/17130/
Pressbilder
(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)
Rajiv Chaudhary. Foto: M. Chaudhary
Gran som sågats för att visa rotrötans utbredning i rötter och stam. Foto: Kari Korhonen
Granstock med omfattande angrepp av rotröta. Foto: Kari Korhonen
Fruktkropp av rotticka (Heterobasidion annosum). Foto: Hernán Dario Capador-Barreto
