Tilbake til søkeresultatene

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

Live or let die? Deciphering the developmental and genetic basis for transitions between perenniality and annuality in temperate grasses

Alternativ tittel: Å leve eller å la dø? Genetisk basis for evolusjon av ettårighet i tempererte gress

Tildelt: kr 12,0 mill.

Prosjektnummer:

301284

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2020 - 2026

Geografi:

Samarbeidsland:

Ettårig- og flerårighet er to fundamentalt forskjellige livshistoriestrategier. Ettårige planter lever kun èn vekstsesong og spirer, vokser, blomstrer og sprer frøene sine hvorpå de dør, alt innenfor en vekstsesong. Flerårige planter kan vokse, blomstre og spre frøene sine over en periode på mange år. Ettårige planter finnes ofte i områder med mye sesongbetont stress, for eksempel tørke. Plantene unnslipper de stressende periodene ved å gjøre seg ferdig med vekst og formering før stresset setter inn, og så overlever de den stressende perioden som frø. Dermed får ettårig planter bare en sjanse til å reprodusere seg og setter all energien inn på å lage mange frø. Flerårige planter har utviklet strategier for å holde ut stress. De deler energien sin mellom å lage organer for å vokse lenge, som for eksempel et stort rotsystem, og reproduksjon. Dermed lager flerårige planter gjerne mindre frø enn ettårige. Til gjengjeld får de flere sjanser. Alle kornartene vi dyrker, som for eksempel hvete, mais, ris, havre, rug og bygg er ettårige. Det er jo frøene fra disse plantene vi spiser! Samtidig er et landbruk basert på ettårige planter mindre bærekraftig enn et som er basert på flerårige fordi de ettårige artene har lite utviklet rotsystem og lavt forsvar mot sykdommer. Derfor må de vannes, sprøytes og gjødsles mer. Et bidrag til mer bærekraftig matproduksjon ville vært å forene produksjonsegenskapene til ettårige planter med bærekraftsegenskapene til flerårige. Selv om disse livshistoriestrategiene er veldig ulike, kan den evolusjonære avstanden mellom de to strategiene være veldig kort og nært beslektede arter kan ha ulike strategier. Hva som styrer denne forskjellen, er til en stor grad ukjent. Hos gress er de enkelte skuddene ettårige slik at hos ettårige gress blomstrer alle skuddene i løpet av en sesong. Hos gress som skal leve over flere år må noen skudd blomstre og noen må leve videre til neste år. Hvilke skudd som vil blomstre og hvilke som vil leve videre vet vi ikke. Vi vet heller ikke om det er slik at det alltid er det eldste skuddet som blomstrer først. For å kunne lage flerårig korn effektivt trenger vi å vite hvordan gressene blir flerårige og vi må vite den genetiske basisen for ettårige og flerårige livshistoriestrategier. I dette prosjektet vil vi forsøke å finne ut hva den genetiske basisen er og hvordan det påvirker hvordan ettårig og flerårige planter vokser.

Annual plants flower a single time during their one-year life cycle, whereas perennial plants flower multiple times over several years and keep some of their growing parts vegetative to survive from year to year. These two very different life forms are adaptations to different environments. Annuals escape stressful seasonal periods like drought and heat as seeds, whereas perennial species persist stressful periods. Following this, annuals maximise reproductive efforts, whereas perennials divert their energy between reproduction and persistence. Annuals and perennials differ in growth and physiology both in the vegetative and generative phase. Even with fundamental differences in growth strategies, the evolutionary distance between annual and perennial species may be very small, indicating that small differences in genetic makeup differentiate the growth habits. A target family for developing more knowledge about growth habit is the grass family (Poaceae). It is one of the largest food crop families and include the annual species rice, maize, wheat and barley. However, we know very little about the timing of developmental transitions, the physiological architecture of vegetative and generative shoots and the genetics underlying these differences in annual and perennial grass species. In this project, I propose to address this knowledge gap by using a novel, framework where we will study several independent evolutionary origins of annual species to decipher the genetic and physiological bases of annual and perennial growth habits in the Pooideae subfamily of the grasses. The study will integrate new physiological, developmental, genetic, and epigenetic data from a large number of Pooideae species. The expected outcome will be the unravelling of developmental and physiological mechanisms differentiating annual and perennial growth habits in Pooideae and the identification of major genes controlling these differences.

Budsjettformål:

FRIBIO2-FRIPRO forskerprosjekt, biologi

Finansieringskilder