The circadian clock in annuals and perennials : coordination of Growth with Environmental Rhythms

• Since the first signs of life on planet earth, organisms have had to adapt to the daily changes between light and dark, and high and low temperatures. This has led to the evolution of an endogenous time keeper, known as the circadian clock. This biological timing system helps the organism to synchronize developmental and metabolic events to the most favorable time of the day. Such a mechanism is of considerable value to plants, since they in contrast to animals cannot change location when the environment becomes unfavorable. Thus is the ability to predict coming events of central importance in a plants life. This thesis is a study of the molecular machinery behind the clockwork in the small weed plant Arabidopsis thaliana as well as its close relative perennial; the woody species Populus. We have characterized a novel component of the circadian clock, EARLY BIRD (EBI). EBI is involved in transcriptional and translational regulation, via interaction with the known post-translational clock regulator ZEITLUPE (ZTL). In Populus, we describe the role of the circadian clock and its components with respect to entry and exit of dormancy and show that gene expression of the Populus LATE ELONATED HYPOCOTYL (LHY) genes are crucial importance for freezing tolerance and thereby survival at high latitudes. Furthermore, the input to the Populus clock is mediated via the phytochrome A (phyA) photoreceptor.

• Liv på jorden har alltid behövt anpassa sig till de dagliga växlingarna mellan främst ljus och mörker. Detta har lett till evolutionen av en intern, biologisk klocka, känd som den circadianska klockan, efter latinets ”circa diem”, som betyder ”ungefär en dag”. Denna inre klocka hjälper organismer att styra biologiska processer till den tid på dygnet som är mest gynnsam för deras utveckling och överlevnad. Denna mekanism är av stort värde för växter, eftersom de inte kan söka skydd på mera lämpliga platser om de blir utsatta för olika former av stress. Det gör att förmågan att förutse kommande händelser är av yttersta vikt för växter. Denna avhandling är en studie av det molekylära nätverk som styr denna biologiska klocka i den lilla örtplantan Arabidopsis thaliana (backtrav), och den besläktade träd-arten Populus (hybrid-asp). Vi har karaktäriserat en ny komponent i den circadianska klockan i Arabidopsis, EARLY BIRD (EBI). EBI är involverad i transkriptionell och translationell reglering av klockan, via interaktion med den kända post-translationella klock-regulatorn ZEITLUPE (ZTL). I Populus har vi beskrivit den interna klockan och dess roll i processer som invintring, vinterdvala och återstart av tillväxt. LATE ELONATED HYPOCOTYL (LHY) generna i Populus är avgörande för förvärv av köld-tolerans och således överlevnad på högre latituder. Dessutom har vi visat att signaler till den circadianska klockan i Populus är medierade via fotoreceptorn phytochrome A (phyA).

Subject headings

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Biokemi och molekylärbiologi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Biochemistry and Molecular Biology (hsv//eng)

LANTBRUKSVETENSKAPER  -- Bioteknologi med applikationer på växter och djur -- Växtbioteknologi (hsv//swe)

AGRICULTURAL SCIENCES  -- Agricultural Biotechnology -- Plant Biotechnology (hsv//eng)

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Botanik (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Botany (hsv//eng)

Keyword

circadian clock

arabidopsis

populus

Molecular biology

Molekylärbiologi

Plant biotechnology

Växtbioteknik

Plant physiology

Växtfysiologi

molekylärbiologi

Molecular Biology

Publication and Content Type

vet (subject category)

dok (subject category)