Kan grödor förädlas med epigenetik?

Inom traditionell växtförädling korsas växter med önskade genetiska egenskaper, men under senare tid har forskare upptäckt att växters kvaliteter även kan påverkas av epigenetiska förändringar. 

Wallenberg Academy Fellow Frank Johannes kommer att utforska epigenetikens potential och om den går att använda för att effektivisera våra grödor.

Det är ett välkänt faktum att genetiska mutationer förändrar sekvensen i DNA och att sådana förändringar kan påverka en egenskap hos en individ eller en växt. Epigenetiska mutationer däremot kan orsaka skillnader i aktiviteten hos gener utan att DNA-sekvensen förändrats. Till exempel kan metylgrupper kopplas till DNA, så att gener stängs av.

Dr Frank Johannes, vid Technische Universität München, har på konstgjord väg framkallat metyleringsförändringar av DNA hos växter. Det har påverkat egenskaper som blomningstid och längden på växtens rötter. Dessa förändringar har sedan gått i arv i flera generationer.

Som Wallenberg Academy Fellow ska Frank Johannes utforska hur naturligt framkallade epigenetiska mutationer kan förändra växters anpassningsförmåga. Han kommer att utsätta backtrav (Arabidopsis thaliana) för olika typer av stress och sedan följa hur epigenetiken påverkas. Nästa steg är att korsa blommor som klarar stresspåverkan bra, och efter några generationer undersöka om de epigenetiska förändringar som anpassar blomman till stressfaktorerna har selekterats fram.

Ett långsiktigt mål med projektet är att undersöka om epigenetiken går att använda i förädling av grödor.

Frank Johannes kommer att bedriva sin forskning vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala.

Foto: Markus Marcetic