---

Nieuwe aanwijzingen voor fijnspar reproductie

De jeugd van fijnsparren (Picea abies) duurt 25 jaar, en zelfs daarna produceert de boom maar eens in de 3 tot 5 jaar zaden. Niet verwonderlijk dat onderzoekers meer wilde weten over welke genen betrokken zijn bij de overgang naar kegel en zaden productie. Dat kan namelijk helpen met de veredeling van nieuwe varianten die bijvoorbeeld beter bestand zijn tegen het veranderende klimaat. Maar dit uitzoekenen voor een langzaam reproducerende boom met ook nog eens een complex genoom is alles bij elkaar simpel gezegd complex.

Maar nu hebben Zweedse onderzoekers een manier gevonden om inzichten te verkrijgen in de overgang van vegetatieve ontwikkeling naar kegel ontwikkeling van deze boom. De sleutel hiertoe lag in de ontwikkeling van een techniek genaamd spatiale transcriptomics. Spatiale transcriptomics kijkt in principe naar de gen activiteit van kleine (in dit geval keken ze op 55µm resolutie; 1 µm is 0,001 mm) delen of blokjes van een weefsel. Deze gen activiteit plaatsen de onderzoekers vervolgens op een kaart van het weefsel, zodat ze precies kunnen zien in welk gedeelte van een weefsel de genen actief zijn.

In zoomen

Hierdoor konden de onderzoekers onderscheid hoe actief een gen is in het binnenste van de stengel vs de vaatbundels, en de buitenste ontwikkelende organen. Dit gaf de onderzoekers een kleurrijke kaart van de verschillende celtypen in het weefsel dat ze analyseerde.

In dit geval, omdat de onderzoekers meer wilde weten over de genen die betrokken zijn in de overgang van vegetatieve weefsel naar reproducerend kegel weefsel, keken de onderzoekers naar het ontwikkelende stengelweefsel op drie verschillende momenten van deze overgang.

Na de spatiale transcriptomics en analyse daarvan gedaan te hebben, zoomde de onderzoekers in op een gen waarvan bekend is dat het betrokken is in deze overgang, de gen activator SPL1. En omdat het bekend is dat miR156 en miR529 SLP1 negatief reguleren, namen de onderzoekers deze ook mee in hun verdere analyse.

Een genetisch model creëren

Het eerste wat de onderzoekers deden was de gen activiteit van deze genen nagaan. Hierbij vonden ze dat de activiteit van SPL1 laag is in vegetatief weefsel, maar hoog is in de ontwikkelende kegels. Voor miR156 en miR529 was het tegenover gestelede het geval.

Vervolgens keken de onderzoekers at de spatiale transcriptomics data om de genen te vinden wiens activiteit correleerde met dat of SPL1. Dit resulteerde in de identificatie van twee gen activators, DAL14 en de tot nu toe onbekende DAL55. Zowel DAL14 als DAL55 zijn actief op het moment dat SPL1 ook actief is, en hadden lage activiteit wanneer SPL1 lage activiteit had. Dit suggereert dat DAL14 en DAL55 door SPL1 geactiveerd kunnen worden, en dat beide genen belangrijk voor kegel ontwikkeling zijn.

De onderzoekers gingen na of SPL1 DAL14 en DAL55 gen activiteit kon activeren, wat het kon. Maar dit is tot hoe ver de onderzoekers tot nu toe het mechanisme konden ontrafelen van hoe fijnspar z’n overgang van vegetatieve weefsel naar kegel weefsel reguleert.

Voor de toekomst is niet alleen belangrijk om het moleculaire model van de initiatie van kegel ontwikkeling uit te breiden, maar ook om de uit te vinden van de transitie van vegetatief naar kegel weefsel in gang zet. Dus wat stopt de activiteit van miR156 en miR529. Dit kan vooral helpen met pogingen om de veredeling van nieuwe fijnspar varianten die beter toegepast zijn voor het veranderende klimaat te versnellen.

Literatuur

Saarenpää et al., Norway spruce spatiotemporal programs of conifer reproductive development, Cell (2026), https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.08.033

---