| 1. |
- Karlsson, Milla, et al.
(författare)
-
Möjliga tillämpningar av nya genomiska tekniker inom integrerat växtskydd
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Det pågår en omställning av jord- och trädgårdsbruket, både med hänsyn till hållbar produktion och pågående klimatförändringar. Som en del av EUs arbete att utveckla lantbruket mot en mer hållbar produktion har kommissionen lagt fram ett förslag på minskning av växtskyddsmedel om minst 50 %, totalt sett inom EU, senast 2030. För Sveriges del innebär förslaget, enligt preliminära beräkningar, att vi behöver minska mängden växtskyddsmedel med 35-36 %. För att ersätta funktionen av denna mängd växtskyddsmedel behövs ett integrerat tillvägagångssätt som kräver tillgång till andra effektiva metoder för bekämpning av skadegörare på odlade växter.Under det senaste decenniet har nya genomiska tekniker inom växtförädlingen utvecklats, vilka möjliggör riktade förändringar i många grödors genom. Teknikerna innebär antingen att man introducerar enstaka förändringar i DNA-sekvensen (s.k. genomredigering), eller att man sätter in en längre DNA-sekvens från samma art eller en korsningsbar art i en gröda (s.k. cisgenes). Dessutom har kunskapen om växters försvarssystem framskridit avsevärt. Med den ökade kunskapen och de nya teknikerna ökar möjligheten att kombinera gener och öka variationen av de gener som gör grödorna resistenta mot olika växtsjukdomar. På så sätt kan förädlingen av sjukdomsresistenta sorter ske med betydligt bättre precision och på kortare tid än vad traditionella förädlingstekniker tillåter. Tidsaspekten kan ses som extra viktig i resistenssammanhang eftersom skadegörarpopulationerna ändras kontinuerligt. Potentialen att kombinera flera olika resistensmekanismer för att uppnå mer uthållig resistens samt möjligheten att lösa ett eller flera växtskyddsproblem i samma sort bör också noteras.Enligt nuvarande EU-lagstiftning regleras dock genomredigerade och cisgena grödor på samma sätt som traditionellt genetiskt modifierade organismer (GMO), en lagstiftning som i praktiken omöjliggör kommersiell odling inom EU. Detta trots att resultatet av de moderna teknikerna kan efterlikna vad som kan ske spontant i naturen (mutationer) eller via traditionella oreglerade förädlingsmetoder (t.ex. mutations-, eller korsningsförädling). I lagstiftningen tas det ej i beaktande att sjukdomsresistenta grödor kan bidra till en minskad användning av växtskyddsmedel.Idag är potatisodling ofta förknippad med en användning av stora mängder växtskyddsmedel mot potatisbladmögel. Samtidigt är det möjligt att göra potatissorterna helt resistenta mot potatisbladmögel med hjälp av cisgenes och ge dem en ökad motståndskraft med hjälp av genomredigering. Om det vore möjligt att odla potatis som förädlats med nya genomiska tekniker inom EU idag, visar denna rapport att det skulle vara möjligt att kraftigt minska användningen av växtskyddsmedel i potatisodlingen. Det skulle innebära en reducering av mängden växtskyddsmedel som används inom det svenska lantbruket och skulle även innebära besparingar runt 91 miljoner SEK per år för odlarna.Vete och annan spannmål är de grödor där flest totala hektardoser av fungicider appliceras, till en årlig kostnad av två miljarder SEK. För dessa grödor finns inget lika tydligt exempel på enskilda sjukdomar som så kraftigt kan minska fungicidanvändningen. Vi ser dock en tydlig framtida potential att minska antalet bekämpningar och därmed kostnaden för lantbruket med hjälp av nya genomiska tekniker inom sädesslagen.Möjligheten att öka växters egen resistens för att minska användningen av växtskyddsmedel finns redan idag även i flera andra grödor, och möjligheterna förväntas fortsatt växa i takt med att teknikutveckling och forskning fortgår. En förändrad lagstiftning runt nya genomiska tekniker skulle även öppna för applikationer inom områden där det idag inte finns någon effektiv metod att bekämpa växtskadegörare. Exempel på sådana skadegörare är många virussjukdomar och skador som orsakas av nematoder. Därför kan skördestabiliteten och konkurrenskraften förväntas öka i grödor där det idag finns skadegörare där effektiva bekämpningsmetoder saknas.Sammanfattningsvis ser vi nya genomiska tekniker för att förädla resistenta grödor som en viktig del i arbetet mot ett hållbart jordbruk och för att uppnå EU-kommissionens mål om att reducera användningen av växtskyddsmedel inom jord- och trädgårdsbruket.
|
|
| 2. |
- Lehrman, Anna, et al.
(författare)
-
Framtidens mat - om husdjursavel och växtförädling
- 2014
-
Bok (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Du har kanske inte funderat över varför tomater ser ut som de gör, varför våra husdjur är så lugna och vänliga, eller hur det är möjligt att köpa en vattenmelon utan kärnor. Trots att växtförädling och djuravel har format det mesta vi äter, är det få människor som är medvetna om vilka vetenskapliga upptäckter och vilket omfattande arbete som ligger bakom maten vi lägger på våra tallrikar. Med den här boken vill vi ge en översikt över domesticeringens och förädlingens bakgrund, från jordbrukets början för mer än 10 000 år sedan till dagens molekylära arbete. Vi beskriver grunderna för genernas strukturer och funktioner, varför och hur olika avels- och förädlingsmetoder används och ger en inblick i lagstiftningen kring användning av genteknik i Sverige och EU. Vi ger också en överblick över olika produkter som tagits fram genom genetisk modifiering (GM) och en sammanfattning av de ekonomiska konsekvenserna av GM-grödor. Vidare diskuterar vi etiska frågor som rör avel och förädling i allmänhet och genetisk modifiering i synnerhet.
|
|
| 3. |
- Alexandersson, Erik, et al.
(författare)
-
Tro får inte ersätta vetenskap
- 2014
-
Ingår i: Svenska dagbladet. - 1101-2412.
-
Tidskriftsartikel (populärvet., debatt m.m.)
|
|
| 4. |
|
|
| 5. |
- Mishra, Laxmi, et al.
(författare)
-
Natural variation in cone-setting ability in Norway spruce
-
Annan publikation (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The conifer Norway spruce (Picea abies) has an uneven cone-setting and initiates cones onlyevery 3rd to 5th year. The cone-setting is in large synchronised on the population level,resulting in good or bad cone-years. However, variation in cone-setting frequencies andnumber of cones produced per tree can be observed among different genotypes. Here, we aimto study the genetic basis for the natural variation in cone-setting ability. To this end, we haveset up a field trial consisting of 560 ramets representing eighteen P. abies genotypes and havemonitored the cone-setting in these trees since 2008. Using this material, we study the naturalvariation in regulatory elements of a key cone-setting regulator, Picea abies SQUAMOSABINDING PROTEIN LIKE1 (PaSPL1). We have previously established that the combinedaction of miRNA156 and miRNA529 negatively regulates PaSPL1. Here, we use massivelyparallel sequencing to study the expression of these and other microRNAs in the P. abiesgenotypes. While no direct link can be established between miRNA expression levels and cone-setting frequencies, we report on individual genotype differences that grade the relativeimportance of miR156 and miR529 in regulating PaSPL1 transcript levels. We also clone, andSanger sequence the putative promoter of PaSPL1 from the genotypes in the field trial. Byanalysing variation in SNP data, we identify putative Gibberellic Acid (GA) responsiveelements enriched in the genotype with the highest cone-setting frequency. As a complement,we also sequence the transcriptomes of three genotypes before and after GA-inductions. Thisanalysis shows that relatively more genes are activated in a low cone-setting genotype than ina high cone-setting genotype. We also demonstrate that GA-regulated MYB transcriptionfactors are upregulated upon GA induction, providing a possible link between GA-inducedcone-setting and the regulation of PaSPL1 that merits further studies.
|
|
| 6. |
- Larsson, Emma, et al.
(författare)
-
Expression of PaNAC01, a Picea abies CUP-SHAPED COTYLEDON orthologue, is regulated by polar auxin transport and associated with differentiation of the shoot apical meristem and formation of separated cotyledons
- 2012
-
Ingår i: Annals of Botany. - : Oxford University Press (OUP). - 0305-7364 .- 1095-8290. ; 110, s. 923-934
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- During embryo development in most gymnosperms, the establishment of the shoot apical meristem (SAM) occurs concomitantly with the formation of a crown of cotyledons surrounding the SAM. It has previously been shown that the differentiation of cotyledons in somatic embryos of Picea abies is dependent on polar auxin transport (PAT). In the angiosperm model plant, Arabidopsis thaliana, the establishment of cotyledonary boundaries and the embryonal SAM is dependent on PAT and the expression of the CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC) genes, which belong to the large NAC gene family. The aim of this study was to characterize CUC-like genes in a gymnosperm, and to elucidate their expression during SAM and cotyledon differentiation, and in response to PAT.Sixteen Picea glauca NAC sequences were identified in GenBank and deployed to different clades within the NAC gene family using maximum parsimony analysis and Bayesian inference. Motifs conserved between angiosperms and gymnosperms were analysed using the motif discovery tool MEME. Expression profiles during embryo development were produced using quantitative real-time PCR. Protein conservation was analysed by introducing a P. abies CUC orthologue into the A. thaliana cuc1cuc2 double mutant.Two full-length CUC-like cDNAs denoted PaNAC01 and PaNAC02 were cloned from P. abies. PaNAC01, but not PaNAC02, harbours previously characterized functional motifs in CUC1 and CUC2. The expression profile of PaNAC01 showed that the gene is PAT regulated and associated with SAM differentiation and cotyledon formation. Furthermore, PaNAC01 could functionally substitute for CUC2 in the A. thaliana cuc1cuc2 double mutant.The results show that CUC-like genes with distinct signature motifs existed before the separation of angiosperms and gymnosperms approx. 300 million years ago, and suggest a conserved function between PaNAC01 and CUC1/CUC2.
|
|
| 7. |
- Akhter, Shirin, et al.
(författare)
-
Cone-setting in spruce is regulated by conserved elements of the age-dependent flowering pathway
- 2022
-
Ingår i: New Phytologist. - : Wiley. - 0028-646X .- 1469-8137. ; 236:5, s. 1951-1963
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Reproductive phase change is well characterized in angiosperm model species, but less studied in gymnosperms. We utilize the early cone-setting acrocona mutant to study reproductive phase change in the conifer Picea abies (Norway spruce), a gymnosperm. The acrocona mutant frequently initiates cone-like structures, called transition shoots, in positions where wild-type P. abies always produces vegetative shoots. We collect acrocona and wild-type samples, and RNA-sequence their messenger RNA (mRNA) and microRNA (miRNA) fractions. We establish gene expression patterns and then use allele-specific transcript assembly to identify mutations in acrocona. We genotype a segregating population of inbred acrocona trees. A member of the SQUAMOSA BINDING PROTEIN-LIKE (SPL) gene family, PaSPL1, is active in reproductive meristems, whereas two putative negative regulators of PaSPL1, miRNA156 and the conifer specific miRNA529, are upregulated in vegetative and transition shoot meristems. We identify a mutation in a putative miRNA156/529 binding site of the acrocona PaSPL1 allele and show that the mutation renders the acrocona allele tolerant to these miRNAs. We show co-segregation between the early cone-setting phenotype and trees homozygous for the acrocona mutation. In conclusion, we demonstrate evolutionary conservation of the age-dependent flowering pathway and involvement of this pathway in regulating reproductive phase change in the conifer P. abies.
|
|
| 8. |
- Dixelius, Christina, et al.
(författare)
-
European agricultural policy goes down the tubers
- 2012
-
Ingår i: Nature Biotechnology. - : Springer Science and Business Media LLC. - 1087-0156 .- 1546-1696. ; 30, s. 492-493
-
Annan publikation (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)
|
|
| 9. |
|
|
| 10. |
- Reimegård, Johan, et al.
(författare)
-
Genome-wide identification of physically clustered genes suggests chromatin-level co-regulation in male reproductive development in Arabidopsis thaliana
- 2017
-
Ingår i: Nucleic Acids Research. - : Oxford University Press. - 0305-1048 .- 1362-4962.
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Co-expression of physically linked genes occurs surprisingly frequently in eukaryotes. Such chromosomal clustering may confer a selective advantage as it enables coordinated gene regulation at the chromatin level. We studied the chromosomal organization of genes involved in male reproductive development in Arabidopsis thaliana. We developed an in-silico tool to identify physical clusters of co-regulated genes from gene expression data. We identified 17 clusters (96 genes) involved in stamen development and acting downstream of the transcriptional activator MS1 (MALE STERILITY 1), which contains a PHD domain associated with chromatin re-organization. The clusters exhibited little gene homology or promoter element similarity, and largely overlapped with reported repressive histone marks. Experiments on a subset of the clusters suggested a link between expression activation and chromatin conformation: qRT-PCR and mRNA in situ hybridization showed that the clustered genes were up-regulated within 48 h after MS1 induction; out of 14 chromatin-remodeling mutants studied, expression of clustered genes was consistently down-regulated only in hta9/hta11, previously associated with metabolic cluster activation; DNA fluorescence in situ hybridization confirmed that transcriptional activation of the clustered genes was correlated with open chromatin conformation. Stamen development thus appears to involve transcriptional activation of physically clustered genes through chromatin de-condensation.
|
|
