|
Gerbera hybrida on mykerökukkainen kasvi, jonka kukinto koostuu morfologisesti erilaisista yksittäisistä kukista (laita-, väli- ja kehräkukista). Tämä on ominaisuus, jota ei esiinny kukan kehitysbiologian tutkimuksessa perinteisesti käytetyillä lajeilla. Kukan symmetrian erilaisuus on eräs selkeimpiä kukkatyyppejä erottava ominaisuus. Tämä hankkeen tavoitteena on syventää kukkatyyppien erilaistumisen tutkimusta ja selvittää kukan symmetriaan vaikuttavia mekanismeja. Toisin kuin symmetriatutkimuksen mallikasvilla, leijonankidalla, epäsymmetristen kukkien muodostumiseen gerberalla liittyy kehittyvien teriöiden fuusioituminen. Laitakukissa kolme terälehteä kasvaa yhteen ja muodostaa pitkän, epäsymmetrisen kielen. Kukinnon keskelle siirryttäessä kielimäisen teriön koko pienenee ja keskimmäinen kukka on yleensä täysin radiaalisesti symmetrinen. Leijonankidalla symmetriaa säätelevät TCP ja MYB-tyyppiset säätelyproteiinit joko edistävät tai estävät kukkaorgaanien kasvua. Mykerökukkaisilla homologisten geenien on lisäksi arveltu vaikuttavan koko kukinnon tasolla eri kukkatyyppien erilaistumiseen. Olemme eristäneet gerberasta kandidaattigeenejä, jotka koodaavat TCP- ja MYB–tyyppisiä säätelyproteiineja. TCP-tyyppisen geenin GhCYC2 toiminta korreloi ajallisesti laitakukissa vaiheeseen, jossa terälehdet alkavat fuusioitua. Siirtogeeniset kasvit, jotka ektooppisesti ilmentävät GhCYC2 geeniä muodostavat torvimaisia, symmetrisiä kehräkukkia. GhCYC2 geenin vaikutus orgaanien fuusioitumiseen viittaisi siihen, että nämä säätelyproteiinit ovat saaneet uusia funktiota kasvien kehityksessä mykerökukkaisten evoluution aikana. Hankkeen ensimmäisessä vaiheessa teemme fylogeneettisen selvityksen gerberan TCP-tyyppisten säätelyproteiinien evoluutiosta. Toisena tavoitteenamme on selvittää GhCYC2 geenin toimintaa käyttäen apuna siirtogeenisiä Arabidopsis linjoja, joiden avulla voimme vertailla leijonankidan, Senecion ja gerberan CYC-homologien toimintaa. Siirtogeenisten gerberalinjojen avulla identifioimme GhCYC2 proteiinin säätelemiä kohdegeenejä käyttäen apuna gerberan cDNA mikrosirua. Alustavien kokeiden perusteella tiedämme, että monet niistä koodaavat solujen fuusioon osallistuvia proteiineja. Siksi laajennamme mikrosirukokeita gerberalajikkeisiin, joissa terälehtien fuusioituminen on estynyt. Tavoitteena on identifioida uusia, solujen fuusioitumiseen vaikuttavia geenejä sekä tutkia niiden toimintaa mm. Arabidopsis mutanttien avulla. Lisäksi identifioimme GhCYC2:n kanssa interaktoivia proteiineja käyttäen hiivan 2-hybridimenetelmiä. Kukan symmetrian säätely ja geneettiset mekanismit, jotka liittyvät orgaanien fuusioitumiseen (tai niiden erillään pitämisee) ovat varsin vähän tutkittuja aiheita. Gerbera tarjoaa toimivana mallikasvina mahdollisuuden tutkia näitä kehitysbiologisesti ja evolutiivisesti mielenkiintoisia ilmiöitä, jotka johtavat kasvien muodon variaatioon.
Vastaava tutkija
Elomaa Paula, Helsingin yliopisto, Soveltavan biologian laitos Hankkeen kesto 2007 - 2010
Asiasanat
kukankehitys, symmetria, fuusi, mikrosiru, Gerbera, Asteraceae
Hankkeen vaihe: päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Helsingin yliopiston TUHTI-tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Helsingin yliopiston TUHAT-järjestelmästä.
|
HELSINGIN YLIOPISTO