Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Common ash (Fraxinus excelsior) extends throughout temperate Europe, and in southern and central Sweden it is one of the most common broad-leaved deciduous trees. It is economically valuable thanks to its elastic, hard and pressure-resistant wood, and pollarded ash trees provide a cultural heritage in many European landscapes. The species is also important for biodiversity, as many organisms depend on it. F. excelsior is currently suffering from ash dieback disease, an epidemic caused by the fungus Hymenoscyphus fraxineus. Ash dieback lethally affects trees of all ages. Common ash is listed as ‘endangered’ in the Red list of Sweden since 2015, due to trees being affected by dieback all over the F. excelsior distribution range in the country.

Molecular markers for resistance or tolerance in plants have been studied mainly with the aim to improve plant breeding in agriculture. Using tolerance-predictive markers, trees with reduced susceptibility to pathogens can be identified. To identify markers, score them and correlate the variation in both gene sequence and expression with variation in traits associative transcriptomics are of use. Using this method in a study on F. excelsior, Harper et al. (2016) identified a SNP as a predictor of reduced susceptibility to ash dieback. In another study on common ash and dieback by Sahraei (2016), 1082 differentially expressed genes in susceptible and tolerant clones were revealed. In this study, the aim was to identify and evaluate molecular markers for reduced susceptibility in F. excelsior. Phenotypically classified tolerant and susceptible ash trees located in Gotland, Sweden, were used. To evaluate the SNP, Sanger sequencing was used to score the presence of the polymorphism. To identify molecular markers for reduced susceptibility, ten candidate genes out of the 1082 differentially expressed genes were tested as possible markers for tolerance using qPCR. The SNP was shown to be a moderately good predictor of lower susceptibility to dieback. One of the genes in the study showed a significant difference in relative expression between tolerant and susceptible individuals (p-value <0.05)

Asken (Fraxinus excelsior) har det tempererade Europa som utbredningsområde, och i södra och centrala Sverige är den ett av de vanligaste bredbladiga lövträden. Asken är ekonomiskt värdefull tack vare det elastiska, hårda och tryckbeständiga träet, och hamlade askar utgör ett kulturellt arv i många europeiska landskap. Arten är också viktig för biologisk mångfald, eftersom många organismer är beroende av den. Askpopulationen är för närvarande starkt påverkad av askskottsjukan, en epidemi orsakad av svampen Hymenoscyphus fraxineus. Askskottsjukan påverkar träd i alla åldrar, ofta med dödlig utgång. Rödlistningsbedömningen i Sverige är sedan 2015 ”starkt hotad”, på grund av att askträd påverkas av askskottsjukan i hela trädets utbredningsområde i landet.

Molekylära markörer för resistens eller tolerans i växter har studerats huvudsakligen i syfte att förbättra växtförädling inom jordbruket. Med hjälp av tolerans-prediktiva markörer kan träd med nedsatt mottaglighet för patogener identifieras. För att identifiera markörer, värdera dem och korrelera variationen i både gensekvens och uttryck med variation i egenskaper är associative transcriptomics användbart. Med hjälp av denna metod i en studie på F. excelsior, identifierade Harper et al. (2016) en SNP som markör för minskad mottaglighet för askskottsjukan. I en annan studie på ask och askskottsjukan, av Sahraei (2016), visade sig 1082 gener vara differentiellt uttryckta i mottagliga och toleranta kloner. I denna studie var syftet att identifiera och utvärdera molekylära markörer för minskad patogenmottaglighet hos F. excelsior. Fenotypiskt klassificerade toleranta och mottagliga askar på Gotland användes. För att utvärdera den SNP som tidigare identifierats användes Sanger-sekvensering för analys av polymorfismen. För att identifiera molekylära markörer för minskad patogenmottaglighet användes qPCR, och tio kandidatgener av de 1082 differentiellt uttryckta generna analyserades. Harpers SNP visade sig vara en måttligt bra markör för lägre mottaglighet för askskottsjukan. En av generna i studien visade en signifikant skillnad i relativt uttryck mellan toleranta och mottagliga individer (p-värde <0,05).