Berättelsen om Ove Nilssons forskning började i ett mer grundläggande intresse för växter. Redan som ung fältbiolog drogs han till naturen och de mönster som styr livets rytm – varför vissa växter blommar tidigt, andra sent, och hur allt tycks följa en osynlig kalender. 

– Blomningen är en av de mest slående skillnaderna mellan växter, och samtidigt avgörande för deras överlevnad, säger professor Ove Nilsson.

För att förstå de stora sambanden började han i det lilla. Med hjälp av backtrav, en oansenlig liten växt som ofta beskrivs som växtforskningens motsvarighet till en labbråtta, kunde forskarvärlden för första gången på allvar kartlägga generna bakom blomning.

Här var Ove Nilsson med och gjorde avgörande upptäckter. Han bidrog till att identifiera gener som inte bara styr hur själva blomman bildas, utan också när växten väljer att blomma. Det var ett genombrott.

– Jag har visat att man kan tillämpa kunskap från backtrav även på träd och att man kan styra blomningen. Om samma genetiska mekanismer finns i både små örter och stora träd, öppnas en helt ny möjlighet att påverka trädens livscykel, säger han. 

Skillnaden i tidsskala är annars enorm. En liten växt kan blomma efter bara några veckor. Ett träd kan behöva flera decennier. 

– Just den långsamheten är ett av skogsbrukets största hinder – det tar helt enkelt för lång tid att utveckla nya, bättre och mer motståndskraftiga träd, säger Ove Nilsson.

FT-genen styr blomning och vintervila

När Ove Nilsson och hans forskargrupp arbetade med hybridasp kunde de visa att en central gen, den så kallade FT-genen, fungerar som en slags signalmolekyl i växten. Den reagerar på dagsljus och temperatur och talar om för växten när det är dags att blomma och när det är dags att sluta växa.

Med hjälp av denna kunskap kunde de sedan få genetiskt modifierade hybridaspar att blomma redan efter bara några månader i stället för efter många år. Det som först såg ut som ett genombrott visade sig dock snabbt vara mer komplext än väntat. För när träden började blomma tidigt uppstod ett nytt problem. De tappade sin naturliga rytm.

– Vi upptäckte något helt oväntat – träden förlorade förmågan att sluta växa och sätta knopp på hösten, förklarar Ove Nilsson.

Hos aspar fungerar genen som en slags avstängningssignal på hösten. När dagarna blir kortare minskar aktiviteten i FT-genen, vilket gör att trädet slutar växa och i stället bildar knoppar som ska klara vintern. Utan den signalen fortsätter tillväxten för länge – vilket kan bli livsfarligt i ett kallt klimat.

Forskarna upptäckte också att aspen inte bara har en FT-gen, utan flera varianter som styr olika delar av trädets årscykel. En annan variant aktiveras på våren och styr när trädet vaknar ur vintervilan och knopparna slår ut.

Vi vill förstå hur trädet läser av dagarnas längd och omvandlar det till biologiska beslut.

– Det är inte en enda gen som styr allt, utan flera FT-varianter som tillsammans formar trädets kalender, säger Ove Nilsson.

Viktig förståelse i ett förändrat klimat

I dag försöker forskargruppen förstå hur dessa gener styrs av andra signaler i växten, framför allt ljus och temperatur. Det handlar om hur trädet läser av dagarnas längd och omvandlar det till biologiska beslut.

Samtidigt undersöker forskarna hur små genetiska skillnader mellan olika FT-gener gör att aspar kan växa i hela Sverige – från mildare klimat i södra delar till kallare i norr, där tillväxten måste stoppas tidigt för att undvika frostskador.

– Den genetiska variationen i FT-systemet är en av förklaringarna till att aspen klarar så olika klimat, säger han.

Den kunskapen är också viktig i ett större perspektiv. När klimatet förändras rubbas de signaler som trädens inre klocka är beroende av. Då blir förståelsen av FT-genen central för att kunna förutse hur skogar kommer att reagera i framtiden.

– Klimatförändringarna rubbar de signaler som träd under tusentals år har anpassat sig till – och det påverkar redan skogens tillväxt och hälsa. Vi behöver förstå alla faktorer som styr det här, säger han.

Vill förkorta tiden för växtförädling

Forskargruppen arbetar dessutom vidare med att förstå hur FT-systemet påverkar andra trädarter, bland annat svensk gran, som blommar ännu senare än aspen och som har en mycket mer komplicerad arvsmassa.

Med hjälp av avancerade växthus och klimatkammare i Umeå Plant Science Centre kan forskarna simulera olika årstider och testa hur träd reagerar på förändrade förhållanden. Här kopplas genetik samman med klimatforskning och i förlängningen med framtidens skogsbruk.

Ett av de långsiktiga målen är att kunna förkorta tiden för växtförädling. Om träd kan fås att blomma tidigare kan nya sorter tas fram betydligt snabbare – något som i dag kan ta flera decennier.

Men forskningen stannar inte vid tillämpningar. I grunden handlar den fortfarande om nyfikenhet.

– Jag drivs av en vilja att förstå hur naturen fungerar, och att kunna bidra till ett mer hållbart jord- och skogsbruk. 

Text Elin Olsson
Foto Johan Gunséus