Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

EMPERORS OF THE SUN: Linking the evolution of flowering time in long days with a major niche transition in the grass subfamily Pooideae

Alternativ tittel: Klimatilpasning i planter: har evolusjon av blomstring i lang dag vært avgjørende for underfamilien Pooideaes dominans i grasfloraen i Nord?

Tildelt: kr 3,5 mill.

En grunnleggende problemstilling i evolusjonsbiologien er hvordan arter tilpasser seg miljøet de lever i. Vi har studert dette i Pooideae, en artsrik underfamilie av gras som dominerer grasfloraen i nordlige tempererte områder. Karakteristisk for klimaet i nord er sesongvariasjon med kalde vintre, milde somre og sterk variasjon i daglengde gjennom året. For å overleve og reprodusere er det helt avgjørende for plantene å tilpasse seg disse variasjonene. Spesielt viktig er det å kunne synkronise blomstring med gunstige forhold. For å kontrollere blomstringstid benytter plantene seg av signaler fra omgivelsene. I modellartene av tempererte grasene har man påvist en to-trinns blomstringsrespons: først vil lav temperatur og/eller korte dager (vinter) gjøre grasene mottakelige for å kunne respondere på daglengdeøkning om våren, som igjen vil indusere blomstring. Modellartene som er studert tilhører imidlertid en meget avgrenset gruppe innen Pooideae. I prosjektet har vi undersøkt om denne to-trinns blomstringsresponsen er felles for alle dagens Pooideae-arter og således kan tolkes som en kritisk tilpasning til kontroll av blomstring i tempererte områder. I et stor-skala eksperiment dyrket vi ulike Pooideae-arter fra alle hoved-grenene i Pooideae under ulike daglengder for å undersøke hvordan dette påvirker blomstringsresponsen. Vi har funnet ut at blomstringsresponsen ikke er konservert og at ulike kombinasjoner av daglengde og vernalisering induserer blomstring i ulike arter av underfamilien. Kombinasjonen av vernalisering og lang dag for å indusere blomstring ser ut til å være karakteristisk bare for en begrenset del av Pooideae. Lang-dagsresponsen til blomstring evolverte tidlig i underfamilien og kan ha vært helt avgjørende for Pooideaes diversifisering i Nordlig tempererte områder. Vi finner også transisjoner fra lang-dagsblomstring til kort-dagsblomstring, men disse er sjeldne. Like fullt er de avgjørende for om arter kan bevege seg til andre geografiske regioner. De molekylære mekanismene som ligger under disse transisjonene følger hver transisjon og er derfor spesifikke til hver av de evolverte linjene. En annen tilpasning vi har påvist er at plantene kan tolke kort dager som et signal på vinter, uavhengig av lav temperatur. Dette gjør plantene klare til å blomstre når dagene blir lange, typisk utpå våren.

-

In this project we set out to answer a fundamental question in evolutionary biology: how do species adapt to new environments? We do so by studying the Pooideae subfamily of grasses, which dominate the grass flora in northern temperate regions. The abilit y to synchronize flowering time to favorable environmental conditions is essential for the survival and increased fitness of plants. We propose that flowering time in response to seasonal changes in photoperiod is a major part of adaptation to temperate r egions. Most temperate grasses have a two-step induction of flowering: through winter they gain competency to react to inductive cues that in turn will lead to flowering in long days (LD) in the spring. Competency to flower is induced either by a period o f cold temperatures or short days (SD), while flowering is to a large extent induced by photoperiod. We intend to study both the importance of SD in rendering the temperate grasses competent to react to inductive photoperiodic cues, and the effect of phot operiod for induction of flowering. We will reconstruct the phylogeny of Pooideae and map SD competency to flower and LD induction of flowering on the phylogeny using a set of 40 phylogenetically diverse species to see if the characters are ancestral to P ooideae and thus can be interpreted as a critical adaptation for the control of flowering time in temperate grasses. Furthermore we will compare transcriptomes of a subset of the LD responsive species to determine if molecular responses to LD are conserve d throughout the evolution of Pooideae, and similarly in a subset of species that show SD competency to flower. We will also study the expression profiles of candidate genes for SD competency in a larger set of Pooideae species. The expected outcome of th is project is an expanded knowledge of the role of flowering time, and molecular mechanisms behind, grass adaptation to temperate regions that extends beyond traditional insights gained from a few model species.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder