Projekti / Programi
Proučevanje trsne rumenice in inducirane rezistence na to bolezen na molekularnem nivoju
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.03.00 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T490 |
Tehnološke vede |
Biotehnologija |
Phytoplasma, Vitis vinifera, profil izražanja genov, citokinini, metabolizem sladkorjev, oksidativni stres, bioinformatika
Raziskovalci (7)
Organizacije (2)
Povzetek
Fitoplazme so brezcelični bakterijski patogeni iz razreda Mollicutes. Povezane so z več kot 1000 boleznimi, vključno z trsnimi rumenicami (GY). Tipična bolezenska zanmenja GY so zvijanje listov, razbarvanje listnih žil in listnih ploskev, neenakomerno olesenevanje ali odsotnost olesenevanja trsov, odpadanje cvetov in sušenje jagod. Posledica okužbe so propad rastlin in potencialno smrt občutljivih varietet vinske trte, kar vodi do znatnega zmanjšanja kakovosti pridelka in zmanjšanja letine. Glavni fitoplazmi, ki sta v evropskih in slovenskih vionogradih povezani s trsnimi rumenicami, sta fitoplazma “Flavescence dorée” (FDp), ki povzroča uničujočo zlato trsno rumenico; in v Sloveniji epidemična fitoplazma “Bois Noir” (BNp). Ker fitoplazem ne moremo gojiti na umetnih gojiščih v razmerah in vitro, njihovih fizioloških in genetskih značilnosti ne razumemo dobro. Prav tako le slabo poznamo mehanizme, s katerimi fitoplazme povzročajo bolezni, oziroma mehanizme, vključene v procese okrevanja ali odpornosti proti bolezni. Cilji predlagane raziskave bodo tako pridobitev novega znanja o inetrakcijah med vinsko trto in FDp oz. BNp. Dosegli jih bomo z uporabo genomskih, transkriptomskih, proteomskih in metabolomskih pristopov. Ti bodo temeljili na osnovi rezultatov predhodne raziskave, v kateri smo s tehnologijo mikromrež pregledali 15000 genov. Izdelali bomo natančno analizo vzorcev izražanja genov vključenih v fiziologijo bolne rastline; opravili bomo biokemično raziskavo specifičnih encimov vključenih v sladkorni metabolizem; encimov in spojin, vključenih v oksidativni stress; biokemijsko analizo rastlinskih hormonov citokininov, ki naj bi bili povezani s patogenzo. Nekatere od genov, za katere bomo ugotovili povezanost z okužbo in okrevanjem rastline po okužbi, bomo morda lahko uporabili kot označevalce zgodnjega odkrivanja bolezni ali okrevanja po bolezni; kot označevalce pri dobrih agronomskih praksah, povezanih z izogibanjem okužbi ali vzpodbujanjem okrevanja; ali kot možne tarče pri biološkem nadzoru bolezni. Rezultati te raziskave bodo imeli tako velik agronomski pomen pri zmanjšanju stroškov za uničevanje okuženih vinogradov in kot pomoč pri nadzoru zdravega sadilnega rastlinskega materiala. Prav tako bodo rezultati predlaganega projekta predstavljali osnovo za razumevanje drugih bolezni, ki jih povzročajo fitoplazme. Vsebina predlagane razsikave je del agende strateškega raziskovanja EU, kot tudi prva prioriteta tekočega javnega razpisa, s poudarkom na genomiki in biotehnologiji za zdravje, kakovosti in varnosti živil ter trajnostnem razvoju.
Pomen za razvoj znanosti
Naša raziskava v delujočih vinogradih je odkrila zapletene interakcije med vinsko trto in fitoplazmo BNf. Z raziskavo smo pommebno prispevali k razumevanju precej neznanih mehanizmov patogenosti fitoplazem. Naši rezultati kažejo, da okužba s fitoplazmami sproži tako reprogramiranje primarnih metaboličnih poti, kot tudi aktivacijo sekundarnih, verjetno tistih, ki so povezane z obrambnimi mehanizmi. S tem je bila podprta hipoteza, da je metabolično reprogramiranje ena od rastlinskih obrambnih strtegij v boju s patogeni. Spremembe izražanja genov kot odgovor na okužbo s fitoplazmami podpirajo idejo, da fitoplazme kot hranila izrabljajo sladkorje, ki jih pridobijo s spremembami gostiteljskega sladkornega metabolizma. Sprožitev obrambnih poti v gostitelju je v skladu s hipotezo, da se sinteza obrambnih spojin sproži tako v odpornih kot tudi občutljivostnih reakcijah. Glavna razlika med njimi je v hitrosti in intenzivnosti odgovora. Rezultati raziskave bodo prispevali k osnovnemu znanju o interakcijah med fitoplazmami in vinsko trto, kot tudi k izboljšavi sort in izboljšani diagnostiki fitoplazem. Splošno razširjeno fitoplazmo BNf povzroča enaka bolezenska znamenja kot uničujoča fitoplazma FDf, domnevno s podobnimi vplivi na rastlinski metabolizem. S to predpostavko smo jo v raziskavi uporabili kot model za raziskave fitoplazem FDf. Te so še dodatno otežene zaradi karantenskega statusa FDf, ki je povezan z zakonskim uničenjem vseh obolelih rastlin.
Pomen za razvoj Slovenije
Z aplikacijo pristopov, razvitih v raziskavi prispevamo k boljšemu razumevanju patogeneze in bolj zdravim agronomsko pomebnim rastlinam, kot je vinska trta. Posledično bomo tako prispevali k zmanjšanju stroškov uničevanja okuženih vinogradov in izboljšanemu pridelku ter kakovosti vina. Izsledke raziskave že sedaj uporabljamo pri diganostiki fitoplazem kot referenčni laboartorij pri uradnem nadzoru fitopalzemskih bolezni pri Fitosaniarni upravi Slovenije. Njej kot tudi inšpekcijskim službam svetujemo pri pripravi ukrepov za zatiranje trsnih rumenic. S predvanji in poljudnimi prispevki v javnih občilih pa s težavami trsnih rumenic seznanjamo tudi širšo javnost.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
