Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Cellulosa är ett förnyelsebart material som är högaktuellt i dagens miljömedvetna samhälle. För att kunna nyttja den effektivt krävs kunskap om de processer som styr vedbildning och trädens tillväxt. Detta arbete syftar till att reda ut vilka gener som medverkar i cellulosasyntas (cesA-gener) i Populus trichocarpa och i Populus tremula, samt att kartlägga genernas uttrycksmönster under vedbildning. Båda arternas genom är fullständigt sekvenserade och finns tillgängliga i databasen PopgenIE. Som utgångspunkt användes en lista över cesA-gener från Kumar et al.(2009). En del av de funna generna visade sig vara CSL-gener, eller gener som inte uttrycks under vedbildningen. Dessa gener användes inte för vidare analyser. I P. trichocarpa hittades 19 cesA-gener som uttrycks under vedbildning, medan 18 gener hittades i P. tremula. Av dessa skapades ett fylogenetiskt träd. CesA-generna i P. trichocarpa har i de flesta fall en motsvarighet i P. tremula på samma gren. För att undersöka genernas uttrycksmönster användes databasen Aspwood. Uttrycksmönstren varierar mycket mellan generna och täcker både primär och sekundär cellvägssyntes samt den sista fasen med mognad och celldöd. De som är aktiva under den sista fasen är troligen inblandade i märgstrålecellernas cellväggssyntes. Merparten av generna uttrycks under sekundär cellväggssyntes. Generna delades in i grupper efter uttrycksmönster, och i det fylogenetiska trädet är generna i hög utsträckning grupperade på ett liknande sätt. Våra resultat ger en översikt av cesA-generna och deras funktion.

Cellulose is a renewable material with great importance in today’s society, where the concern of environmental issues is increasing. To be able to use it efficiently, there is a need for deeper knowledge concerning wood formation processes. This paper aims to unravel which genes are contributing in cellulose synthase (cesA genes) in Populus trichocarpa and Populus tremula, and to map the expression patterns of the genes during wood formation. The genomes of both species are sequenced and available in PopGenIE. As an outset a list of cesA genes from Kumar et al. (2009) was used. Some of the found genes turned out to be cesa like genes (CSL), or genes that are not expressed during wood formation. These genes were not further analysed. 19 cesA genes were found in P. trichocarpa, while 18 were found in P. tremula. From these, a phylogenetic tree was created. In most cases, P. trichocarpa has an equivalent in P. tremula on the same branch. To examine the expression patterns of the genes, the database Aspwood was used. The expression varies between the genes and covers primary and secondary cell wall synthesis, as well as the last phase with maturation and cell death. The genes active during the last phase are probably involved in ray cells. Most of the genes are expressed during secondary cell wall synthesis. The genes were grouped based on expression pattern, and are in the phylogenetic tree grouped in a similar way. Our results give an overview of the cesA genes and their function.