Växtmolekylärbiologi

Växtmolekylärbiologi är studiet av molekylära processer i växter, särskilt hur växter lagrar, replikeras och uttrycker genetiskt material samt hur proteiner och andra molekyler reglerar cellulära funktioner. Fältet kombinerar molekylärbiologi, genetik, biokemi, cellbiologi och bioinformatik för att förstå växters tillväxt, utveckling och försvarsmekanismer.

Huvudfrågor inkluderar genuttryck och dess kontroll, signaltransduktion, utvecklingsprogram, metabolism och växtens svar på biotiska och abiotiska stimuli. Studier undersöker kärn- och organellgenetik samt epigenetiska mekanismer som DNA-metylering.

Vanliga metoder är molekylär kloning, PCR, qPCR, RNA-sekvensering (RNA-seq), genomik, proteomik och metabolomik. Funktionell analys sker ofta med CRISPR/Cas-systemet och växttransformation via Agrobacterium. Bioinformatik används för dataanalys och tolkning.

Modellorganismer som Arabidopsis thaliana används brett, tillsammans med andra växter som ris (Oryza sativa) och majs för att undersöka gener och regleringsvägar. Nationella och internationella projekt tillhandahåller omfattande genomiska och funktionella resurser.

Tillämpningar inkluderar förbättrad avkastning och näringsinnehåll, ökad tolerans mot torka och salinitet, samt ökat motstånd mot skadedjur och sjukdomar. Fältet stödjer hållbar jordbruk, växtförädling och utveckling av bioteknikprodukter.

Forskningen står inför utmaningar som komplex genreglering och pleiotropi, samt etiska och biosäkerhetsmässiga frågor och regler kring användning av genteknik i grödor.