Nya rön om motståndskraft mot rotröta kan utnyttjas i granförädling

Markörer för resistens mot mer än en art av rotticka

I sin nyligen publicerade doktorsavhandling visar han att det finns stor variation resistens mot både H. parviporum och H. annosum s.s. i det svenska förädlingsprogrammet och att resistensen har en hög arvbarhet, dvs granens genotyp har en stor påverkan på hur resistent den är mot rotticka. Däremot är inte resistensen mot olika arter av svampen korrelerade.

– Vi fann att avkommorna från ett specifikt träd kunde ha mycket bra resistens mot den ena arten av rotticka men inte mot den andra. Men, vi såg också att miljön granarna växte i påverkar hur mycket den uppmätta resistensen varierade, fortsätter han, säger Hernán.

Därefter undersökte Hernán och hans medförfattare om de kunde hitta nya genetiska markörer i granen som kan användas för att identifiera träd som har bra resistens mot H. parviporum och H. annosum s.s. eller mot båda arterna samtidigt.

Gener som hjälper till att bromsa infekterande svamp

Genetiska markörer som förknippas med mer än en egenskap kallas av genetiker och förädlare för pleiotrofa markörer. Forskarna hittade 20 pleiotrofa markörer i den här studien, flera av dem var positiva pleiotrofa markörer, dvs samma markör förknippades med bättre resistens mot båda svamparterna samtidigt.

– En spännande positiv pleiotrof markör är lackaset PaLAC5, genen uttrycks i barken precis bredvid infektionen med rotticka, och tillsammans med resultat från andra forskare vet vi att PaLAC5 aktiveras av stress och att den hjälper till med att göra mer försvarssubstanser och lignin i vävnaden och bromsa den infekterande svampen, säger Hernáns.

Granar i Europa och Nordamerika har gemensamma resistensmarkörer

I sin tredje delstudie studerade Hernán resistensmarkören PaLAR3 som kontrollerar hur snabbt rottickan kan sprida sig i granens ved. Hernán jämförde DNA sekvensen i PaLAR3 i gran med DNA sekvenserna i Nordamerikanska granarter för att förstå hur den förändrats under evolutionens gång. I gran har variationen sannolikt upprätthållits genom det som kallas balanserande selektion. Att en gen är under balanserande selektion betyder att den har förhållandevis få varianter med relativt jämna (balanserade) frekvenser, som också är stabila under många generationer.

­– Våra resultat tyder på att PaLAR3 var under balanserande selektion innan gran och den nordamerikanska vitgranen separerade från varandra och blev olika arter säger Hernán.

Robusta genuttrycksmönster i högre resistens mot rotticka

En annan metod som Hernán har använt i sitt avhandlingsarbete är genuttrycksstudier, i sådana studier undersöker man vilka gener som är aktiva i granen och svampen före respektive efter infektion, enligt hypotesen att gener som styr motståndskraft eller infektionsförmåga slås av eller på när svampen infekterar gran. I studien användes granar med olika nivå av resistens och rottickeindivider med olika virulens. Med virulens menar forskarna hur långt svampindividerna kan sprida sig i granen och mycket sjukdomssymptom de orsakar.

Försöket visade att granar med relativt hög resistens mot rotticka reagerade på ett robust sätt. Oavsett vilken svampindivid de infekterades med var samma grupp av gener aktiva efter infektionen.

 – Bland de aktiva generna fanns det flera gener som är involverade i igenkänning av skadegörare. Däremot var genuttrycket i den mer mottagliga granindividen mer varierande. Genaktiviteterna i den mottagliga individen berodde på hur mycket sjukdomssymptom rottickan orsakade, avslutar Hernán.

Skrivet av Malin Elfstrand