Kukan rakenteen ja kukkaelinten määräytymisen geneettinen säätely on viimeisten kymmenen vuoden aikana noussut kasvien kehitysbiologian tärkeimmäksi tutkimuskohteeksi. Alunperin lituruoholla (arabidopsis) ja leijonankidalla tehdyn mutaatioanalyysin perusteella kehitetyn mallin mukaan kukkaelinten määräytymisestä vastaa kolme geneettistä funktiota (A, B, ja C) joiden yhdistelmä määrää kukkaelimen identiteetin. ABC funktioita koodaavat geenit kuuluvat MADS box transkriptiofaktoreiden perheeseen. Geeniperhe on suuri kaikilla korkeammilla kasveilla, mutta aiemmin oletettiin vain muutaman geenin osallistuvan ABC-mallin kuvaamaan prosessiin. Tutkimme MADS-perheen säätelygeenejä mykerökukkaisella gerberalla. Gerberan kukilla on piirteitä joita ei tavata mallikasveilla ja vertaileva tutkimus gerberan ja mallikasvien välillä on ollut antoisaa. Vähintään yhtä tärkeäksi on osoittautunut gerberan geenien avulla tehty havainto, että ABC-mallin mukaiseen kukkaelinten määräytymisprosessiin osallis tuu myös muita MADS-perheen geenejä kuin ABC geenit. Tavoitteenamme on tarkemmin selvittää MADS-perheen geenien osallistumista kukan kehityksen ohjaamiseen sekä yleisellä tasolla että mykerökukkaisille tyypillisten erityispiirteiden osalta. Kasvien syntetisoimien kemiallisten yhdisteiden (sekundäärimetaboliittien) kirjo on laaja ja suhteessa tähän monimuotoisuuteen vain muutamien yhdisteiden biokemiallinen synteesireitti tunnetaan. Olemme kuvanneet koristekasvina tunnetulta sädelatvalta eli gerberalta (Gerbera hybrida, Asteraceae) biokemiallisen reitin, joka johtaa gerberalle ja sen lähisukulaisille tyypillisiin gluksoidisiin polyketidijohdannaisiin. Näillä yhdisteillä on merkitystä kasvin puolustautumisessa sienitauteja ja hyönteistuhoja vastaan. Yhdisteet muodostuvat asetyyli-CoA:sta ja malonyyli-CoA:sta reaktiossa, jonka ensimmäistä vaihetta katalysoi kasveille tyypillinen polyketidisyntaasiperheeseen kuuluva entsyymi. Vastaavanlaisia yhdisteitä tunnetaan sienistä ja bakteereista , mutta aiemmiin ei tiedetty niitä esiintyvän myös kasveilla. Aikaisemmassa tutkimuksessamme löysimme gerberalta asetyyli-CoA:ta lähtösubstraattinaan käyttävän polyketidisyntaasin, joka siirtogeenisistä kasveista saatujen tulosten perusteella liittyy polyketideistä johdettujen glukosidien synteesiin kasvissa. Selvitämme nyt biokemiallista reittiä (siihen liittyviä entsyymejä ja niitä koodaavia geenejä) pidemmälle, niin biosynteesin kuin glukosidien aktivaation osalta. Projektin tavoitteena on kuvata tarkemmin uudentyyppinen metaboliareitti kasveissa entsyymien ja geenien tasolla. Tuloksia voidaan mahdollisesti hyödyntää tulevaisuudessa viljelykasvien metaboliamuokkauksessa taudinkestävyyden kannalta. Tärkeimpinä työkaluina hyödynnämme gerberan n. 17.000 geenin EST-kokoelmaa, 8500 erilaista gerberageeniä käsittävää DNA-sirua sekä geeninsiirtoa gerberaan. Jälkimmäisellä menetelmällä olemme aiemmin selvittäneet useiden uusien geenien roolin kasvin metabolisissa tai kehitysbiologisissa pr osesseissa.
Vastaava tutkija
Teeri Teemu H., Helsingin yliopisto, Soveltavan biologian laitos Hankkeen kesto 2002 -
Asiasanat
sädelatva, asterikasvit, kukka, kehitysbiologia, sekundääriaineenvaihdunta, polyketidisyntaasi, geenisäätely, geeninsiirto
Hankkeen vaihe: päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Helsingin yliopiston TUHTI-tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Helsingin yliopiston TUHAT-järjestelmästä.
|