Nya verktyg för framtida forskning på biomassa i skogsträd

David Sundell har utvecklat nya interaktiva verktyg på webben som kan visualisera och presentera statistiska analyser för genuttryck-data tillsammans med två detaljerade experimentserier över vedens utveckling. Ett verktyg som jämför uttrycket av gener mellan olika arter kan hjälpa att identifiera bevarade biologiska funktioner. Han försvarar sin avhandling vid Umeå universitet torsdag den 18 maj.

– Målet är att erbjuda en plattform (PlantGenIE) där forskare kan undersöka de processer som pågår under framförallt vedens utveckling och samtidigt jämföra processen mellan arter, säger David Sundell.

Lignocellulosa är den vanligast förekommande källan till markburen biomassa och är en av de förnybara energikällor som potentiellt delvis kan ersätta användningen av fossila bränslen. För ett land som Sverige till exempel, där skogsindustrin som står för 10 procent av den totala exporten, skulle en ökad produktion av biomassa inte bara kunna hjälpa klimatet utan också ge stora ekonomiska fördelar för landet.

Forskningen på barrträd, som utgör majoriteten av svensk skog, är begränsad och den huvudsakliga forskningen som har bedrivits på växter, har skett i modellorganismer tillhörande gruppen gömfröiga växter såsom Arabidopsis thaliana. Modellorganismer kan användas tack vare att alla träd och organismer har en gemensam förfader. Detta medför att gener i olika organismer som visar på samma ursprung också en gång i tiden hade samma funktion i cellen. Eftersom evolutionen är en utvecklingsprocess som sker över lång tid så finns dock möjligheten att de två har anammat skilda funktioner trots att det går att identifiera ett gemensamt ursprung i DNA. Det är vanligt om genen någon gång under evolutionen haft två identiska kopior där den ena kan divergera och anta nya funktioner.

Det stora evolutionära avståndet mellan gömfröiga (blommor och träd) och nakenfröiga (gran och tall) växter begränsar möjligheten att identifiera regulatoriska system mellan dessa grupper direkt. Vid sådana stora evolutionära avstånd krävs det mer än att bara identifiera en gen i en modellorganism utan ytterligare information krävs för att ta reda på dess funktion i cellen som till exempel genuttrycksdata.

David har analyserat två högupplösta experiment som profilerar vedens utveckling; ett från det gömfröiga trädet asp (Populus tremula) och det andra från det nakenfröiga trädet gran (Picea abies). All data har publicerats tillsammans med webbsidor (AspWood och NorWood ) som inkluderar flera olika verktyg för visualisering och analys av genuttryck.

En annan webbsida som David Sundell har utvecklat (ComPlEx) tillåter interaktiva jämförelser av korrelationer mellan arter för att kunna identifiera grupper av gener som bevarats eller skilts åt mellan arter över tid. Identifieringen av sådana bevarade grupper av gener som agerar tillsammans från modellorganismer till träd som används för biomassaproduktion kan hjälpa att fokusera framtida forskning samt ge biologer en möjlighet att identifiera regulatoriska gener för en riktad förbättring av egenskaper hos träd.

– Mina resultat kan bidra till forskningen för att skapa träd som växer snabbare och ger högre energiutbyte så att mängden bioenergi som kan utvinnas ökar och användningen av fossila bränslen kan minska, säger David Sundell.

Läs hela avhandlingen

Om disputationen:

Torsdagen den 18 maj försvarar David Sundell, Institutionen för fysiologisk botanik vid Umå universitet, sin avhandling med titeln: Novel resources enabling comparativeregulomics in forst tree species. Svensk titel: Nya verktyg för komparativ regulomik i skogsträd.
Disputationen äger rum i Lilla hörsalen KB3A9, KBC-huset.
Fakultetsopponent är professor Klaas Vandepoele, VIB/Ghent University, Belgien.

För mer information, kontakta gärna:

David Sundell, Institutionen för fysiologisk botanik
Telefon: 070-5943742
E-post: david.sundell@umu.se