En ny studie ledd av forskare vid North Carolina State University belyser hur unga trädplantor utvecklas och reagerar på sin miljö. Resultaten kan hjälpa forskare att förbättra trädförädlingsprogram och utveckla nya strategier för att skydda skogarna från klimatförändringarnas effekter.

Studien, publicerad i tidskriften Nature Plants, fokuserade på en process som kallas "lateral rotutveckling", vilket är avgörande för att trädplantor ska etablera sig i jorden och få vatten och näringsämnen. Forskarna använde en kombination av genetisk analys, avbildningstekniker och matematisk modellering för att undersöka hur lateral rotutveckling regleras på molekylär nivå.

Teamet upptäckte att en gen som heter MONOPTEROS är en nyckelregulator för lateral rotutveckling. MONOPTEROS uttrycks i rotmeristemet, som är den region där nya rötter bildas. Forskarna fann att när MONOPTEROS överuttrycks förbättras lateral rotutveckling, medan när MONOPTEROS slås ner hämmas lateral rotutveckling.

Forskarna fann också att MONOPTEROS uttryck regleras av ett antal miljöfaktorer, inklusive ljus, gravitation och näringstillgänglighet. Till exempel hämmar låga ljusnivåer MONOPTEROS uttryck och lateral rotutveckling, medan höga ljusnivåer främjar MONOPTEROS uttryck och lateral rotutveckling.

"Våra resultat ger nya insikter om de molekylära mekanismerna som styr utvecklingen av laterala rotar i trädplantor", säger Dr Wenbo Ma, motsvarande författare till studien och docent i skogsbioteknik och trädförbättring vid NC State. "Denna kunskap kan hjälpa oss att utveckla nya strategier för att förbättra trädförädlingsprogram och förbättra skogens motståndskraft mot klimatförändringar."

Forskarna planerar att fortsätta studera MONOPTEROS och dess roll i sidorotutvecklingen hos trädplantor. De planerar också att undersöka hur miljöfaktorer påverkar MONOPTEROS uttryck och lateral rotutveckling hos olika trädslag.

Studien finansierades av National Science Foundation och USDA Forest Service.