Olof Olsson

Professor

Tel: 031-786 3462
E-post: olof.olsson@molbio.gu.se
Fax: 031-786 25 99

Forskningsintresse/Forskningsprojekt

Köldacklimatisering i växter

De flesta icke-tropiska växter har förmåga till köldacklimatisering. Detta innebär att om växten utsätts för temperaturer strax ovanför fryspunkten svarar den med att aktivera och inducera ett antal transkriptionsfaktorer. Dessa i sin tur aktiverar eller represserar hundratals nedströms gener. Deras samlade aktiviteter bidrar till en bättre tillväxt vid låga temperaturer samt ett ökat skydd av cellulära processer mot frost. Vi är intresserade av att förstå den molekylära regleringen av köldacklimatiseringen. För att åstadkomma detta har vi sekvenserat 10000 havre ESTar isolerade från cDNA bibliotek konstruerade från köldstressade blad. Vi har definierat de viktigaste reglergenerna i detta material med en kombination av biologiska expressionsstudier och bioinformatiska metoder. Vi har också via 4 års fältstudier på höstsått havre selekterat fram världen 20 köldhärdigaste linjer. Dessa används nu i jämförande studier med mindre härdig vårhavre för att definiera de viktigaste reglerpunkterna för köldacklimatisering samt för att ta fram nya markörer för förädling av hösthavre.

Marcus Bräutigam, Aakash Chawade, Angelica Lindlöf

I samarbete med: Doc. Björn Olsson, Högskolan i Skövde, Dr. Rickard Jonsson, Svalöv Weibull AB, Prof. Anders Jonsson, Lantmännen Analycen AB

Utveckling av stresståligare rissorter i Nepal

I Nepal odlas ris både i låglänt terräng under tropiska förhållanden och i bergen upp till 3000 meter över havet. Detta ställer ett stort krav på en arsenal av olika rissorter där bergssorterna måste vara mycket härdiga. Eftersom ris normalt inte kan köldacklimatisera är det vetenskapligt mycket intressant att ta reda på hur det ris som odlats på bergsterrasserna under flera 1000 års selektion har anpassat sig till att klara nattemperaturer ner mot 0 grader C. Vi jämför nu de härdigaste Nepalska rissorterna med världens i övrigt mest köldtåliga sorter genom global expressionsanalys på 51k rismikroarrayer efter odling under kontrollerade former i en Biotron under olika tidpunkter i +4oC.

I en annan del av detta projekt håller vi på att utarbeta en biologisk bekämpningsmetod mot den svåra svampsjukdomen rice blast som minskar det årliga risutbytet i Nepal med nästan 50%. Vi har isolerat bakterier som normal är associerade till risplantan och utarbetar nu metoder för att med hjälp av dessa bakterier att inhibera svamptillväxt.

I ett tredje projekt utvecklar vi högbetakaroten ris (Golden Rice) genom att korsa in betakarotenbiosyntesgener i de bästa lokala Nepalesiska rissorterna. Ungefär 10% av alla barn i Nepal lider av A-vitaminbrist.

I ett fjärde projekt vill vi förbättra bioteknikutbildningen i olika Mastersprogram i Nepal, skapa kurser och utbyte med studenter samt skapa kontakter med press och andra media för att informera om bioteknik och Golden Rice på ett neutralt och vetenskapligt sätt.

Gokarna Gharti-Chhetri, Marcus Bräutigam, Aakash Chawade

I samarbete med: Dr. Hari Bimb, National Research Council (NARC), Kathmandu, Nepal; Dr. S.P Sah, National Research Council (NARC), Kathmandu, Nepal; Docent Mats Ellerström, Göteborgs Universitet; Dr. Christer Olsson, Göteborgs Universitet; Dr. Jorge Mayer, Golden Rice Projekt Manager, Universitet i Freiburg, Tyskland; Dr. Margareta Eklund, Malmö högskola; Dr. Margareta Hökenberg, BioAgri; Professor Anders Jonsson, Lantmännen AnalyCen Ab

Åldrande i Arabidopsis

Reaktiva oxiderande molekyler kan reagera med och orsaka diverse skador på olika makromolekyler i cellen. Sådana oxidativa skador ackumulerar i tiden och detta är en viktig faktor i cellers åldrande. I ett flertal olika organismer har proteiner i Krebs cykeln, vissa stressproteiner och translationselongeringsfaktorer visat sig vara viktiga måltavlor för denna oxidering. Växter, däremot har en annan livscykel än djur och genomgår också en speciell senescence period som är unik för växter. Det är inte mycket känt om vilka proteiner som är måltavlor för oxidativa processer i växtceller och om detta har ett samband med åldrande. Med hjälp av en speciell proteinkarbonylerings assay har vi studerat oxidativa processer i hela livscyklen frön frö till frö hos Arabidopsis. Vi kunde då visa att karbonyleringsmönstret är båda kvantitativt och kvalitativt skilt från jäst, fluga, mask och mammaliesystem. Arbete pågår nu för att definiera de bakomliggande molekylära mekanismerna för hur detta regleras samt vilka makromolekyler som är de viktigaste måltavlorna för oxidering.

Elin Krogh Johansson

I samarbete med: Professor Thomas Nyström

Ligningbiosyntes och smältbarhet av havrekärnor

Havrekärna är omgiven av ett ligninrikt hölje. Ett flertal studier har visat att detta är svårsmält för djuren. Detta sänker det totala energiutbytet i djurfoder med ca 20%. I detta projekt kommer lignifieringen i havreskalet studeras och modifieras med både riktad mutagenes och genteknik. Gener som kodat för reglerande steg i ligninbiosyntesen, såsom caffeic acid O-methyltransferas generna, (LpOMT1, LpOMT2 och LpOMT3), 4-coumarate-coenzyme A ligas generna (Lp4CL1, Lp4CL2 och Lp4CL3), cinnamoyl CoA reduktas genen (LpCCR1) och cinnamyl-alcohol dehydrogenas generna (LpCAD1 och LpCAD2) håller nu på att klonas och karakteriseras från havre. Jämförande molekylära studier kommer att utföras på vanlig foderhavre (Belinda) och en kanadensisk låglignin sort (Assiniboia). Långsiktigt kommer ligninbiosyntesen nedregleras i havreskal med hjälp av tilling och genteknik.

Aakash Chawade

I samarbete med: Dr. Tore Sveälv; Food and Health Concept Center, Göteborg; Dr. Rickard Jonsson, Svalöv Weibull AB

Framtagning av glutenblockerande peptider

Gluten är ett protein som finns i vete, råg och korn. Det är huvudsakligen uppbyggt av gluteniner och gliadiner. Gluten ger upphov till diffusa magbesvär hos ca 1% av populationen. Hos 3 av 1000 ger gluten upphov till allvarliga skador på tarmluddet i tunntarmen, s.k. celiaki. Dessa besvär är livslånga och botas endast genom en total avhållsamhet av gluten. Havre är den enda gröda som i sig själv är helt glutenfri. Tyvärr är ändå inte vanliga havreprodukter glutenfria (under 20 ppm) pga. kontaminering från de övriga sädesslagen. Denna inblandning sker både under både skörd, transport och processning av grödan. Garanterat glutenfri havre måste därför produceras i ett eget led vilket gör helt glutenfria produkter mycket dyra. I detta projekt kommer peptider som blockerar immunoreaktiva ytor hos både glutenin och gliadin tas fram genom fag-display teknik. Dessa peptider kommer att användas som ett redskap för att klargöra de mekanismer som ligger bakom celiakin. De också att testas som tillsats i nästan glutenfria livsmedel som tex. konventionella havreprodukter för att se om dessa då kan blir säkra för glutenallergiker.

Tingsu Chen, postdoc

I samarbete med: Professor Ann-Sofie Sandberg, Chalmers; Docent Agnes Wold, Sahlgrenska Akademin; Tova Almlöf, Semper AB

Modifiering av betaglukaner i havre

ß-glukaner är ett samlingsnamn på en speciell typ av fibrer som finns i ett stort antal organismer inkluderande jäst och växter. ß-glukaner finns i alla svenska cerealier, men i högst koncentration i havre och korn. Havre ß-glukanerna är uppbyggda av 30 % ß-1,3 (kallos) och 70 % ß-1,4 (cellulosa) glukos polymerer. Ett flertal vetenskapliga studier visat att havrens ¿-glukaner sänker kolesterolhalten hos människor med förhöjda nivåer när de ingår i en regelbunden diet. Förutom den visade kolesterolsänkande effekten ger ¿-glukaner födan ett lägre glycemiskt index, är positiva för matsmältningen genom sin unika fibersammansättning, fungerar som ett prebiotikum genom att stimulera tarmfloran, stimulerar immunförsvaret och motverkar koloncancer. ¿-glukaner har också en positiv inverkan på huden och används redan idag som en komponent i diverse hudsalvor. Av stor vikt för dessa positiva egenskaper hos havre-ß-glukaner anses beror på deras speciella struktur, molekylvikt och vattenlöslighet. Målsättningen med detta projekt är att bättre förstå sambandet mellan struktur och funktion hos ß-glukaner samt att höja ß-glukan halterna i havrekärnan. Biosyntesen av ß-glukan är ett resultat av aktivitet från både kallos- och cellulosabiosyntesgener. Ces generna kodar för enzymer som syntetiserar homogena, ogrenade strängar av glukos, hopsatta i ß-1,4 bindningar. ß-1,3 glukan biosyntesen sker troligen via Csl gener även om mekanismen fortfarande är okänd. ß-glukan biokemin är dock mycket komplex och relativt lite är känt om exakt hur fibrerna är uppbyggda, om vissa av polymererna grenar sig, hur proportioner mellan cellulosa och kallos regleras och hur detta i sin tur påverkar fibrernas struktur och biologiska egenskaper. Inte heller är mycket känt om huruvida andra biologiskt aktiva molekyler kan binda till dessa fibrer och hur fibrernas struktur i så fall påverkar denna bindning.

I detta projekt kommer Ces och Csl genfamiljerna karakteriseras i havre och individuella gener i respektive familj slås ut med tilling och genteknik.

Postdoc under anställning

I samarbete med: Dr. Rickard Jonsson, Svalöv Weibull AB
Professor Rickard Öste, OatlyAB