Justering av trädens inre klocka kan hjälpa dem hantera klimatförändringar

Trädens biologiska klocka styr deras tillväxt och tidpunkten för händelser som lövsprickning. I en ny studie har forskare vid Umeå universitet undersökt tillväxten hos genetiskt modifierade popplar i växthus och fält. Resultaten visar att justering av gener kopplade till den biologiska klockan kan hjälpa träd att bättre anpassa sig till klimatförändringar, vilket skapar nya möjligheter för skogsbruket.

Träd har, precis som människor, en biologisk klocka som reglerar deras dygns- och säsongsrytm. Forskning har visat att denna klocka är viktig för att reglera tillväxten och tidpunkten för årstidsbundna händelser som knoppbildning på hösten och lövsprickning på våren. Det mesta av forskningen har dock utförts i kontrollerade växthusmiljöer, inte ute på fältet där växterna möter naturliga miljöförhållanden och påverkas av till exempel temperatursvängningar och insektsangrepp.

– Vår studie är den första som kombinerar data från växthus- och fältstudier för att visa att flera aspekter av det biologiska klocksystemet påverkar trädtillväxten och tidpunkten för årstidsbundna händelser. Genom att tillämpa statistisk modellering på dessa dataset kunde vi fastställa vilka gener kopplade till dygnsrytmen som påverkar trädtillväxten eller till exempel tidpunkten då löven börjar växa fram eller ändrar färg, säger Bertold Mariën, postdoktor på Umeå universitet och försteförfattare till studien.

Forskarna studerade 68 genetiskt modifierade poppel- eller asplinjer under flera år. Resultaten ger nya perspektiv på hur träd använder sin biologiska klocka för att samordna sin tillväxt med miljön. Till exempel gjorde vissa genetiska modifieringar i viktiga ”klockgener” hos träden att de uppfattade dagslängden på ett annat sätt och kunde fortsätta växa längre in på säsongen.

– Den här studien är ett bevis på att träd som är anpassade till en viss dagslängd på en viss latitud kan anpassas till en ny latitud, vilket effektivt förlänger deras växtsäsong. Detta är särskilt användbart på nordligare breddgrader som i norra Sverige där korta växtsäsonger begränsar timmerproduktionen, förklarar Maria E. Eriksson, medförfattare till studien.

Vissa genmodifieringar stärkte också trädens förmåga att kunna växa mer än liknande träd på samma plats. Genom att fokusera på dessa specifika gener skulle man kunna förädla fram trädsorter som är bättre anpassade till snabba förändringar i lokalt klimat, och till nya växtplatser på andra breddgrader.

– I framtiden skulle skogsbruket kunna förbättras genom att integrera trädens biologiska klockor, som styr deras naturliga tillväxtcykler, med traditionella skogsbruksmetoder. På så sätt kan man optimera trädens tillväxt och motståndskraft i en föränderlig värld, säger Maria E. Eriksson.

Studien är också relevant för globala vegetationsmodeller som förutspår skogstillväxt och koldioxidlagring. Enligt Bertold Mariën underskattar ofta dessa modeller klockans betydelse för att forma trädens känslighet för miljöförhållanden.

Denna studie är resultatet av ett samarbete mellan forskare vid Umeå Plant Science Centre (UPSC), Institutionen för matematik och matematisk statistik och Integrated Science Lab (IceLab) vid Umeå universitet samt flera andra nationella och internationella forskargrupper.

För mer information, vänligen kontakta:

Maria E. Eriksson, universitetslektor vid Umeå Plant Science Centre och Institutionen för fysiologisk botanik, Umeå universitet

Telefon: 070-626 10 68

E-post: maria.eriksson@umu.se

Om den vetenskapliga artikeln

Mariën, B., Robinson, K.M., Jurca, M. et al. Nature's Master of Ceremony: The Populus Circadian Clock as Orchestrator of Tree Growth and Phenology. npj Biol Timing Sleep 2, 16 (2025). DOI: 10.1038/s44323-025-00034-4

Läs hela artikeln