Der kendes kun få plantemutationer, der kan give planter med hvide felter på bladene, og de kendes primært i den lille plante gåsemad (arabidopsis), og derfor er planteavlere interesserede i, at der bliver udviklet nye typer.

I plantegruppen på Institut for Molekylær Biologi og Genetik i Aarhus har forskerne med succes arbejdet på at finde en ny mutation, der kan give de hvide felter. Her har man opbygget en samling på mere end 100.000 plantelinjer (lotus.au.dk), hvor en naturlig såkaldt retrotransposon har indsat nye kopier i genomet og dermed skabt mutationer. Retrotransposonen er spontant blevet aktiv i japansk kællingetand (Lotus japonicus), som forskergruppen bruger som modelplante i deres studier. I gruppen har man identificeret, hvor nye kopier af retrotransposonen har sat sig ind i genomet i de forskellige linjer. Mutanterne bliver dog mindre, da de ikke har udviklet kloroplaster i de hvide felter, hvor de derfor ikke kan bruge energien fra sollys til at opbygge deres sukkerstoffer.

Ved en screening i denne population for mutanter med et interessant udseende blev der fundet to linjer, der gav flotte brogede blade. Forskerne var i stand til at identificere mutationen, der er skyld i udseendet. Mutationen lå i genet snowy cotyledon 2 (Sco2). Man kender en mutant i det tilsvarende gen fra arabidopsis, men her kendte man kun til, at det – som mutantnavnet snowy cotyledon siger – resulterer i hvide kimblade (de første to blade).

Internationalt samarbejde førte til resultater

Derefter fik de danske forskere etableret et samarbejde med forskere, der er eksperter i fotosyntese og kloroplaster på Københavns Universitet og Ludwig Maximilians Universität, München. De var i stand til at vise, at når man dyrkede den tilsvarende mutant fra arabidopsis under betingelser med lys i få timer, blev bladene meget mindre. Ud over mangel på klorofyl og carotenoider var det også sparsomt med nogle af fotosynteseproteinerne i sco2 mutanterne.

Nogle af proteinerne i kloroplasten bliver lavet ud fra arveanlæg i selve kloroplasten, mens andre proteiner (som f.eks. Sco2) bliver lavet ud fra DNA’et i kernen i plantecellen og derefter importeret i kloroplasten. Tidligere har den fremherskende teori været, at brogede blade opstår ved ubalance mellem mængden af bestemte kloroplastproteiner kodet i kernen og kloroplastproteiner kodet i kloroplasten. sco2 mutanten ser ikke ud til at passe ind i denne teori. Der må derfor udvikles nye ideer om, hvordan de brogede blade i sco2 mutanten opstår.

I Aarhus har man ud over sco2 mutanten isoleret flere nye kællingetandsmutanter med brogede blade, som i fremtiden vil kunne bruges til at give et mere fuldstændigt billede af, hvordan brogede blade kan opstå i planter. Det kan måske anvise nye veje til forædling af prydplanter. Kloroplastproteiner er afgørende for alle planters vækst, så derfor har resultaterne ligeledes betydning for forståelsen af, hvordan kloroplasterne fungerer generelt.

Artiklen med resultaterne er udgivet i tidsskriftet Molecular Plant, 10, 721-734.

Mere information

Seniorforsker Niels Sandal
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
nns@mbg.au.dk - 2076 0042