SAMMENDRAG

Jon Anders Stavang

Interesse for miljøvennlige metoder for kontroll av plantemorfologi i kommersiell veksthusproduksjon av matplanter og potte- og utplantingsplanter har initiert til omfattende forskning for å forstå hvordan temperaturkontroll kan brukes til å bestemme planteform (Moe og Heins, 2000). Forholdet mellom dag- og nattetemperatur påvirker plantemorfologien til en rekke arter, og veksthormonet gibberellin (GA) har blitt foreslått å være den endogene komponenten i planten som bidrar til at temperatursignaler endrer en plantes vekst. Hensikten med arbeidet som presenteres i denne avhandlingen var å etablere den fysiologiske basisen for temperatur og lysregulert plantevekst med spesiell fokus på strekningsvekst.

Vi valgte å bruke ert (Pisum sativum L. cv Torsdag) som modellplante basert på det omfattende arbeidet som er lagt ned i studier av termoperiodisk vekst i denne arten (Grindal, 1997). En annen viktig årsak til dette valget var at GA-metabolismen er nøye studert i ert, og at vi derfor hadde tilgang på mange gibberellinmutanter. Metodikken som ble benyttet var reell tids-RT-PCR til studier av genekspresjon, GC-MS-SIM for kvantitative analyser av hormoner, triangulære transducere til måling av strekningsvekst rate og kuvettebasert gassutvekslingssystem til måling av netto gassutveksling og fotosyntetisk kapasitet i blader til planter som fikk ulike temperaturbehandlinger.

Denne avhandlingen består av tre individuelle arbeid. I det første arbeidet undersøkte vi effekten av ulike dag- og nattetemperatur (DT, NT) kombinasjoner på innhold av GA-nivåer, og relaterte dette til daglige variasjoner i mRNA mengder av gener involvert i GA-biosyntese og GA-inaktivering og stengelstrekningsrate. I det andre arbeidet ønsket vi å studere effekten av temperaturdropp i lys og mørke på stengelstrekning og uttrykk av gener involvert i GA-metabolismen. Målet for det tredje arbeidet var å belyse hvordan temperaturregulerte GA-nivåer påvirket vekst, fotosyntese og respirasjon ved å benytte villtype og en GA-mutant (la crys) med mettet GA-respons.

Plantehøyden til villtypen ble redusert med 30% under et DT13oC/NT21oC temperaturregime sammenliknet med et DT21oC/NT13oC temperaturregime. Strekningsvekstrytmen var kraftig påvirket av rådende lufttemperatur og lys/mørke. Lys reduserte strekningsveksten under konstante temperaturforhold. Strekningsveksten ble stimulert av 21oC og hemmet ved 13oC. Lav temperatur og lys hemmet strekningsveksten mest. GA-nivået kontrollerer daglig gjennomsnittsstrekning samt endelig internodlelengde og plantehøyde. Reduserte nivåer av GA ved et DT13oC/NT21oC temperaturregime skyldes økt transkripsjon av et GA-inaktiveringsgen, PsGA2ox2. Et temperaturdropp stimulerte ekspresjon av PsGA2ox2 i lys, men hadde ingen effekt på dette genet i mørke. I stedet stimulerte et temperaturdropp i mørke ekspresjonen til flere GA-biosyntesegener. GA-nivået bestemmer ikke fotosyntetisk kapasitet. En mettet GA-respons eliminerer muligheten til en morfologisk respons til ulike DT/NT regimer. Redusert tørrvekt av villtypen under et DT13oC/NT21oC temperaturregime sammenliknet med et DT21oC/NT13oC temperaturregime skyldes redusert daglig nettoassimilasjon av CO2.

Denne avhandlingen viser at transkripsjonell regulering av GA-nivåer er viktig i termoperiodisk strekningsvekst. Den viser også at temperaturendringer i lys og mørke er kvalitativt ulike med hensyn til temperaturstyrt regulering av GA-metabolismen. Disse resultatene antyder at reguleringen av GA-inaktivering er viktig i temperaturindusert lysstress/akklimatisering til lav temperatur i ert. GA-nivået styrer allokeringen av assimilert CO2 og dermed plantemorfologien i ert, men har ingen viktig rolle med hensyn til fotosyntetisk kapasitet per bladarealenhet.

Emneord: dagtemperatur, fotosyntetisk kapasitet, gibberelin-metabolisme, nattemperatur, Pisum sativum, plantemorfologi, stengelvekst, temperaturdropp, termoperiodisme.

Stavang JA 2005. Betydningen av gibberellin i termoperiodisk vekst hos ert (Pisum sativum L. cv Torsdag). Doctor Scientiarum avhandling 2005:18. Universitetet for Miljø og Biovitenskap, Ås.


Oppdatert: 12.07.05
Utskriftsvennlig versjon : Arkiv : Tips en venn