Projekt finansowany w ramach projektu NCN OPUS 5 nr 2013/09/B/NZ9/02381 (2014-2018)

Temat projektu:

„Rola genów kodujących czynniki transkrypcyjne MYB oraz MYB-like w interakcji pomiędzy Arabidopsis thaliana a mątwikiem burakowym (Heterodera schachtii)”

Kierownik projektu:

Dr inż. Anita Wiśniewska

Wykonawcy projektu:

Dr Mirosław Sobczak (Katedra Botaniki, SGGW)

Dr Elżbieta Różańska (Katedra Botaniki, SGGW)

Mgr Klaudia Kamińska

Mgr Kamila Nawrocka

Streszczenie projektu:

Nicienie cystowe, do których należy mątwik burakowy, są pasożytami korzeni i indukują w nich rozwój struktury odżywiającej nicienia nazywanej syncytium. Syncytium jest wyspecjalizowaną strukturą, której rozwojowi towarzyszy przeprogramowanie metabolizmu komórek do niej włączonych. Wytworzenie i rozwój syncytium zależy od wydzielin nicienia i równoczesnej ekspresji genów rośliny. Czynniki transkrypcyjne to białka, które poprzez przyłączenie się do odpowiednich sekwencji regulatorowych cis odpowiadają za zmienną ekspresję genów. Dlatego celem projektu jest określenie roli genów MYB w odpowiedzi roślin na porażenie mątwikiem. Arabidopsis thaliana, czyli rzodkiewnik pospolity jest rośliną modelową, znakomitą do badań genetycznych i zarazem podatną na mątwika burakowego.

Projekt finansowany w ramach projektu NCN OPUS 9 nr 2015/17/B/NZ9/01767 (2016-2022)

Temat projektu:

 „Identyfikacja mechanizmów molekularnych warunkujących podatność Arabidopsis thaliana na mątwika burakowego (Heterodera schachtii)”

Kierownik projektu:

Dr inż. Anita Wiśniewska

Wykonawcy projektu:

Dr Mirosław Sobczak (Katedra Botaniki, SGGW)

Dr Elżbieta Różańska (Katedra Botaniki, SGGW)

Dr inż. Tomasz Krępski

Mgr Kamila Nawrocka

Mgr Karol Kuczerski

Streszczenie projektu:

Nicienie pasożytujące na roślinach zaliczane są do ponad 4000 gatunków i atakują głównie korzenie powodując tym olbrzymie straty w plonach sięgające nawet 100 miliardów dolarów US rocznie. Niestety, różne metody walki z tymi szkodnikami (tradycyjne, chemiczne i biologiczne) zawodzą, są do tego kosztowne i nieprzyjazne dla środowiska. Nowoczesne i klasyczne metody hodowli roślin oparte na genach odporności R (ang. Resistance) są w tym przypadku ograniczone, ze względu na niska liczbę zidentyfikowanych genów odporności na nicienie. Do tej pory, tylko kilka takich genów R zostało sklonowanych i opisanych. Geny te pochodzące w większości od dzikich gatunków spokrewnionych z gatunkami uprawnymi i zostały one wprowadzone do genomów gatunków uprawnych na drodze krzyżowania. Jednakże, odporność na nicienie warunkowana tymi genami została już w niektórych przypadkach przełamana. Tylko kilka białek odporności na nicienie posiada domeny charakterystyczne dla białek R tj. NBS – miejsce wiążące nukleotyd i LRR – powtórzenia bogate w leucynę. Jeżeli dojdzie do specyficznej interakcji między białkiem R a efektorem patogena, to doprowadzi ona do tzw. odpowiedzi odpornościowej zależnej od efektora (ang. ETI, effector-triggered immunity), która skutecznie ograniczy rozwój patogena. Innymi białkami w roślinach, będącymi pierwszą linią obrony i potrafiącymi rozpoznać patogena są receptory tzw. PRR (ang. pattern-recognition receptors) występujące na powierzchni komórek, będące najczęściej kinazami i posiadające również (jak białka R) powtórzenia bogate w leucynę (LRR). Białka PRR są aktywowane w obecności patogena. Aktywacja białek PRR prowadzi do innego typu odpowiedzi, który określa się mianem PTI (ang. PRR-mediated immunity), ale który też prowadzi do zahamowania rozwoju patogena. Tak się dzieje, gdy roślina ma sprawny system odpowiedzi obronnej. Natomiast w roślinach podatnych nie ma odpowiedzi ETI, a odpowiedź PTI jest niewystarczająca do zahamowania infekcji. Odpowiedzi roślin typu ETI i PTI są uruchamiane wcześnie, w pierwszej fazie infekcji patogenem, jednakże do tej pory nie jest do końca wiadomo jakie geny rośliny są odpowiedzialne za hamowanie jej własnej odpowiedzi obronnej i w jaki sposób nicień nimi manipuluje.

Dlatego też celem niniejszego projektu jest zidentyfikowanie genów związanych z podatnością i określenie ich roli w interakcji roślina–nicień. Wykorzystana do tego zostanie analiza zróżnicowanej ekspresji genów zachodzącej we wczesnych etapach infekcji, jak również analiza mutantów tych genów oraz linii transgenicznych wykazujących ich nadekspresję. Żeby osiągnąć ten cel jako model doświadczalny wybrano podatny gatunek rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) oraz jego patogena - mątwika burakowego (Heterodera schachtii). A. thaliana jest doskonałym genetycznym modelem doświadczalnym, którego genom został już poznany.