Från DNA till räddning: Genomisk forskning kan säkra askens framtid

Europeiska askträd är hotade av askskottsjuka, en förödande sjukdom orsakad av en invasiv svamp som kallas Hymenoscyphus fraxineus. Denna studie undersökte hur vissa askträd är mer toleranta mot denna sjukdom än andra, genom att titta på deras gener och hur träden förändras med årstiderna.

Forskare från flera europeiska länder studerade en stor samling askträd på olika platser. De noterade noggrant hur mycket skada askskottsjukan orsakade på varje träd samt när deras löv ändrade färg på hösten och sprack ut på våren. Forskarna undersökte också den genetiska sammansättningen hos träden genom att analysera deras DNA. De använde en kraftfull metod som kallas genomomfattande associationsstudie (GWAS) för att hitta kopplingar mellan olika varianter av specifika gener och hur träden reagerade på sjukdomen samt tidpunkten för deras säsongsmässiga förändringar. För att förstå hur dessa gener samverkar använde de också maskininlärningstekniker.

Studiens viktigaste resultat är följande: 

• Tolerans mot askskottsjuka är komplex och involverar många gener, var och en troligen med en liten effekt. Detta gör det mindre sannolikt att svampen lätt kan övervinna trädens försvar.

• Studien bekräftade att träd som visar tidigare gulning av bladen på hösten tenderar att ha mindre skador från askskottsjuka.

• Genom att kombinera GWAS och maskininlärning kunde forskarna förklara en betydande del av variationen i sjukdomstolerans baserat på trädens gener.

• Specifika gener identifierades kopplade till både skador från askskottsjuka och höstgulning av löv. Vissa av dessa gener är involverade i växtförsvarsmekanismer, vilket hjälper trädet att känna igen och bekämpa svampen. Andra är involverade i styrningen av tidpunkten för säsongsmässiga händelser som lövgulning och lövfällning.

• Intressant nog, även om skador från askskottsjuka och höstgulning av löv är relaterade, så var de specifika gener som var starkast kopplade till varje egenskap olika. Detta antyder att även om de två är kopplade kan de styras av separata uppsättningar gener, där vissa gener möjligen påverkar båda. Till exempel var vissa försvarsrelaterade gener associerade med höstgulning av löv.

• Forskarna föreslår att både trädets förmåga att aktivt försvara sig mot svampen och dess strategi att fälla löv tidigt (fenologisk undvikelse) bidrar till tolerans.

Denna forskning ger värdefulla insikter i hur askträd kan tolerera askskottsjuka. Genom att identifiera dessa viktiga gener kan vi bättre förstå mekanismerna för tolerans och potentiellt välja ut och förädla mer motståndskraftiga askträd för framtiden, vilket bidrar till att bevara denna viktiga art i europeiska skogar. Studien belyser också det komplexa samspelet mellan ett träds gener, dess säsongsmässiga mönster och förmåga att bekämpa sjukdomar.

Författare:
James M. Doonan (Department of Geosciences and Natural Resource Management, University of Copenhagen, Frederiksberg, Denmark), Katharina B. Budde, Chatchai Kosawang, Albin Lobo, Rita Verbylaite, Jaelle C. Brealey, Michael D. Martin, Alfas Pliura, Kristina Thomas, Heino Konrad, Stefan Seegmüller, Mateusz Liziniewicz, Michelle Cleary, Miguel Nemesio-Gorriz, Barbara Fussi, Thomas Kirisits, M. Thomas P. Gilbert, Myriam Heuertz, Erik Dahl Kjær, Lene Rostgaard Nielsen.