SLU-nyhet

Forskning om växters cellväggar öppnar nya möjligheter för bioteknik

Publicerad: 19 juni 2024
Félix Barbut i vita byxor och med mörk jacka står framför en sjö i ett typiskt norrländskt landskap

Sekundära cellväggar ger växten stabilitet och skydd mot skador och patogener. Doktoranden Félix Barbut från Ewa Mellerowicz forskningsgrupp vid Umeå Plant Science Centre och SLU har studerat rollen för xylan, en långkedjig kolhydrat som ingår i den sekundära cellväggen. Han har inte bara identifierat nya molekylära aktörer som är involverade i att upprätthålla cellväggens integritet, utan också intressanta målpunkter för bioteknik.

Du har studerat sekundära cellväggar hos backtrav och asp. Vad motiverade dig att välja detta doktorandprojekt i Ewa Mellerowicz forskargrupp?

Félix Barbut: Jag blev särskilt lockad att doktorera vid UPSC på grund av mitt djupa intresse för komplexiteten i växtvetenskap och min specifika fascination för hur träd anpassar sig till sin miljö. När jag läste om doktorandprojekt insåg jag omedelbart hur väl det stämde överens med min tidigare forskning om hormonellt samspel, abiotisk stress och reglering av reaktiva syreföreningar i växter. Dessutom blev jag entusiastisk över projektets breda ansats och dess ambitiösa mål.

Vilken roll spelar sekundära cellväggar och varför är det viktigt att bättre förstå deras struktur och funktion?

Félix Barbut: Sekundära cellväggar är avgörande strukturer i olika aspekter av växtutvecklingen, särskilt hos träd. De hjälper växterna att stå emot många utmaningar, till exempel angrepp av patogener eller kraftiga vindar. De också gör att träden kan leva i tusentals år och bli upp till hundra meter höga. Att förstå strukturen och dynamiken i sekundära cellväggar kan hjälpa oss att utveckla mer motståndskraftiga grödor för att motstå klimatförändringar och främja mer hållbara jordbruksmetoder. Trä, som består av sekundära cellväggar, är dessutom en viktig sänka för atmosfärisk koldioxid. Biobränslen som utvinns ur trä kan fungera som ett alternativ till fossila bränslen och potentiellt leda till nettonollutsläpp av koldioxid.

Vad anser du vara det viktigaste resultatet av din avhandling?

Félix Barbut: I min avhandling identifierade vi flera molekylära aktörer som potentiellt är involverade i att upprätthålla integriteten hos sekundära cellväggar, ett system som gör det möjligt för växter att känna av yttre påfrestningar och anpassa träutvecklingen därefter. Vi skapade också hybrid asp och backtrav-plantor som är mer torktåliga och lättare att omvandla till biobränsle. Dessa växter växte dock långsammare, vilket tyder på att det finns ett behov av att ytterligare optimera den sekundära cellväggens integritet för att skapa mer lovande grödor och träd. Dessutom upptäckte vi att lipider, fettföreningar som till exempel ingår i cellmembran, kan spela en viktigare roll i trä än vad man tidigare trodde.

Stämde resultaten överens med dina förväntningar eller arbetshypoteser?

Félix Barbut: Med tanke på att vår forskning var av utforskande karaktär hade vi inte så många specifika förväntningar på resultaten. Vi observerade dock många konsekventa reaktioner på torka och cellväggsdefekter hos örtartade växter och fleråriga träd. Framför allt har oväntade fynd, som förekomsten av lipider i veden och torkresistensen hos plantor med cellväggsdefekter, banat väg för ytterligare forskning om hur den sekundära cellväggens integritet upprätthålls.

Var du tvungen att övervinna några utmaningar under din doktorandtid?

Félix Barbut: Ja, jag ställdes inför flera utmaningar under min doktorandtid. För det första var jag tvungen att anpassa mig till ett nytt land, vilket var en stor omställning. Dessutom innebar covid-19-pandemin, som bröt ut mitt under mina studier, betydande svårigheter. På det hela taget är doktorandresan fylld av upp- och nedgångar, och jag är tacksam för den motståndskraft jag utvecklade under dessa tuffa tider, som jag lärde mig mycket av.

Vad planerar du att göra nu? Vill du fortsätta inom akademin?

Félix Barbut: Jag är fast besluten att fortsätta min karriär inom den akademiska världen och hoppas kunna få en fast tjänst i framtiden. För närvarande har jag ytterligare en uppsats att publicera hos UPSC. Efter det planerar jag att söka en tjänst utomlands, vilket jag tror kommer att ge mig större chanser att bygga upp en framgångsrik karriär.

Fakta:

Om disputationen:

Félix Barbut, Umeå Plant Science Centre, Institutionen för skoglig genetik och växtfysiologi, Sveriges lantbruksuniversitet, försvarade sin doktorsavhandling fredagen den 14 juni 2024. Fakultetsopponent var professor Thorsten Hamann, professor vid Institutionen för biologi, Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet (NTNU), Trondheim, Norge. Avhandlingen har handletts av Ewa Mellerowicz.

Avhandlingens titel:

Avslöjande av Xylans roll för sekundära cellväggers integritet: Insikter från Arabidopsis och Asp

Länk till Félix Barbut's doktorsavhandling