GENOMIKA I TRANSKRYPTOMIKA ROŚLIN

Regulacja degradacji ciał autofagowych przez asparaginę i występowanie peksofagii w komórkach głodzonych osi zarodkowych kiełkujących nasion łubinu (lupinus spp.)

Projekt NCN 2016/23/B/NZ3/00735

Regulacja degradacji ciał autofagowych przez asparaginę i występowanie peksofagii w komórkach głodzonych osi zarodkowych kiełkujących nasion łubinu (Lupinus spp.). Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki Nr 2016/23/B/NZ3/00735. Kierownik projektu: dr hab. Sławomir Borek (Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Biologii Eksperymentalnej, Zakład Fizjologii Roślin); Osoba kontaktowa: dr hab. Katarzyna Nuc, e-mail ktnuc@up.poznan.pl (Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Biochemii i Biotechnologii).

Autofagia, jest procesem znanym od lat 60-ych ubiegłego wieku. Jet to konserwatywny proces występujący w komórkach drożdży, zwierząt i roślin i umożliwia degradację całych organelli, makromolekuł czy kompleksów białkowych. W procesie autofagii powstaje autofagosom, który u roślin ulega fuzji z tonoplastem i dostarcza swoją zawartość do wakuoli, tworząc ciało autofagowe. Za formowanie się autofagosomu i jego fuzję z tonoplastem odpowiadają białka ATG. W degradacji ciał autofagowych, wewnątrz wakuoli, biorą udział liczne enzymy lityczne (głównie proteazy, fosfatazy, lipazy i nukleazy). Autofagia ulega wyraźnemu nasileniu w wyniku działania różnych czynników stresowych (zarówno abiotycznych jak i biotycznych). Jednym z głównych celów projektu jest wyjaśnienie mechanizmu/ów poprzez który/e asparagina spowalnia degradację ciał autofagowych w komórkach głodzonych osi zarodkowych łubinu. Drugim ważnym celem projektu jest zgromadzenie dowodów na występowanie peksofagii w komórkach zarodkowych kiełkujących nasion łubinu.

W ramach projektu w Katedrze Biochemii i Biotechnologii wykonywane jest zadanie „Analiza transkryptomiczna. Zidentyfikowanie zmian w transkryptomie spowodowanych głodem cukrowcowym i asparaginą”. Zasadniczym celem tego zadania jest zidentyfikowanie zmian w poziomie mRNA dla wakuolarnych enzymów litycznych i białek ATG. Zastosowana zostanie metoda masowego sekwencjonowania (NGS). Przygotowane zostaną biblioteki transkryptomów z poszczególnych wariantów doświadczalnych. Transkrypty, których poziom ekspresji istotnie będzie się różnił w zastosowanych wariantach eksperymentalnych, zostaną wybrane do analizy PCR w czasie rzeczywistym w celu potwierdzenia uzyskanych wyników.

Literatura wprowadzająca:

Borek S, Ruta-Piosik M, Paluch E, Pietrowska-Borek M, 2015, Selektywne rodzaje autofagii (Selective kinds of autophagy), Postępy Biol Kom 42(3): 505-538.

 


 

Poszukiwanie źródeł odporności pszenicy na porażenie przez puccinia striiformis (rdza żółta) jako element integrowanej ochrony roślin

NCBiR Projekt STRIIFORMIS PBS/A8/39/2015

Poszukiwanie źródeł odporności pszenicy na porażenie przez Puccinia striiformis (rdza żółta) jako element integrowanej ochrony roślin. Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju nr STRIIFORMIS PBS/A8/39/2015. . W ramach projektu w Katedrze Biochemii i Biotechnologii realizowane jest zadanie „Opracowanie wielkiej liczby polimorficznych markerów SNP obejmujących cały genom pszenicy, oraz identyfikacja markerów sprzężonych z cechą oporności”. Kierownik zadania: dr hab. Łukasz Wolko, e-mail lukwolko@gmail.com.

Celem projektu jest poszukiwanie źródeł odporności pszenicy na porażenie przez Puccinia striiformis. Do tego celu wykorzystano markery SNP. Badaniu podane zostało 500 zróżnicowanych pod względem cechy oporności linii pszenicy. Metoda selekcji wspomaganej markerami (MAS, ang. marker-assisted selection) jest ważnym narzędziem umożliwiającym zwiększenie wydajności procedur hodowlanych. Metoda polega na wczesnej selekcji materiału krzyżówkowego, odbywającej się w oparciu o markery molekularne opisujące regiony genomu odpowiedzialne za ekspresję cechy (np. odporności). W przypadku roślin uprawnych do opracowania metody MAS niezbędne jest przebadanie co najmniej kilku tysięcy markerów. Metody oparte o technologię sekwencjonowania nowej generacji (NGS - next generation sequencing) dostarczają nowych, wydajnych sposobów pozyskiwania markerów typu SNP. Jedną z metod wykorzystania NGS w genotypowaniu jest SBG (sequence-based genotyping). Metoda ta oparta na redukcji komplikacji genomu, jest bardzo wydajna, prosta i stosunkowo tania. Dzięki wysoko wydajnemu, równoległemu sekwencjonowaniu krótkich fragmentów pochodzących od różnych genotypów oraz bioinformatycznej analizie porównawczej uzyskuje się w krótkim czasie wiele tysięcy markerów SNP. Markery te mogą bezpośrednio być wykorzystane do mapowania cech ilościowych lub jakościowych, a w dalszych pracach, do selekcji wspomaganej markerami.

Literatura wprowadzająca:

Truong HT, Ramos AM, Yalcin F, de Ruiter M, van der Poel HJ, Huvenaars KH, Hogers RC, van Enckevort LJ, Janssen A, van Orsouw NJ, van Eijk MJ, 2012, Sequence-based genotyping for marker discovery and co-dominant scoring in germplasm and populations, PLoS One.;7(5):e37565.

van Poecke RM, Maccaferri M, Tang J, Truong HT, Janssen A, van Orsouw NJ, Salvi S, Sanguineti MC, Tuberosa R, van der Vossen EA, 2013, Sequence-based SNP genotyping in durum wheat, Plant Biotechnol J. 11(7):809-17.