Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

FUNKCIJSKA GENOMIKA INTERAKCIJE MED KROMPIRJEM IN PVY

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.03.04  Naravoslovje  Biologija  Rastlinska fiziologija 

Koda Veda Področje
B310  Biomedicinske vede  Fiziologija žilnih rastlin 

Koda Veda Področje
1.06  Naravoslovne vede  Biologija 
Ključne besede
krompir, Solanum tuberosum, krompirjev virus Y, transformacija rastlin, male RNA, bioinformatika, rastlinska obramba, funkcijska analiza
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (18)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  19116  dr. Špela Baebler  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  314 
2.  14360  dr. Mojca Benčina  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  393 
3.  34130  dr. Anna Coll Rius  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2012 - 2014  164 
4.  16324  dr. Janez Demšar  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2011 - 2014  340 
5.  19994  mag. Tina Demšar  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  187 
6.  29616  dr. David Dobnik  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  319 
7.  12688  dr. Kristina Gruden  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  992 
8.  06628  dr. Roman Jerala  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011 - 2014  1.194 
9.  33225  dr. Ana Lazar  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2011 - 2014  29 
10.  19119  dr. Mojca Milavec  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2014  318 
11.  29178  dr. Dany Morisset  Biotehnologija  Raziskovalec  2011 - 2013  121 
12.  36139  Adviti Naik  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2013 
13.  17280  Darija Oven    Tehnični sodelavec  2011 - 2014 
14.  31175  Gregor Rot  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2011 - 2013  45 
15.  24821  Dejan Štebih  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2011  163 
16.  30142  dr. Marko Toplak  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2011 - 2014  27 
17.  12536  dr. Blaž Zupan  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2011 - 2014  532 
18.  03765  dr. Jana Žel  Biotehnologija  Vodja  2011 - 2014  619 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0104  Kemijski inštitut  Ljubljana  5051592000  21.092 
2.  0105  Nacionalni inštitut za biologijo  Ljubljana  5055784  13.391 
3.  1539  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za računalništvo in informatiko  Ljubljana  1627023  16.568 
Povzetek
V naravi so rastline izpostavljene številnim okoljskim dejavnikom, ki vključujejo napade virusov, bakterij, gliv in ostalih patogenov. Razumevanje interakcije rastlina-patogen omogoča izbiro učinkovite strategije za zaščito rastlin, zato so bile v to smer izvedene številne študije, v večini na modelni rastlini Arabidopsis thaliana. Krompirjev virus YNTN (PVYNTN), ki povzroča obročkasto nekrozo gomoljev krompirja (Solanum tuberosum), je razširjen po Evropi, Severni Ameriki in nekaterih delih Azije. Ker povzroča simptome na zelenih delih rastline in tudi gomoljih, zmanjšuje količino pridelka in njegovo kvaliteto. Pokazano je bilo, da so različne sorte krompirja različno občutljive na virus, vendar mehanizem teh razlik še vedno ni dokončno pojasnjen. Z našimi preteklimi raziskavami smo želeli odkriti spremembe v izražanju genov med kultivarji krompirja, različno občutljivimi na napad PVY. Identificirani so bili številni geni, ki bi lahko bili pomembni za odpornost. Ti so del metabolizma ogljikovih hidratov, sekundarni metabolizem, signalizacijo in razgrajevanje proteinov ter komponent celične stene. Prvi cilj predlaganega projekta je potrditev in/ali zavrnitev vloge posameznih genov v obrambnem odzivu krompirja po okužbi s PVYNTN z uporabo pristopa funkcijske genomike. Za utišanje ali povečanje izražanja izbranih genov bo uporabljena stabilna ali prehodna transformacija različno občutljivih kultivarjev krompirja. Pripravljene bodo fuzije genov ali promotorjev s fluorescentnimi reporterji, ki bodo uporabljeni za časovno in prostorsko spremljanje izražanja genov v rastlini. Poleg na novo transformiranih rastlin bodo v poskuse vključene tudi že obstoječe mutante in/ali transformirane linije s spremembami določenih genov, ki še niso bili ovrednoteni v virusnih interakcijah. Del projekta se bo osredotočil na razvoj pristopa za visoko zmogljivo prehodno transformacijo, ki bo omogočil hitrejšo ovrednotenje vloge širše množice genov v interakciji krompir-virus. Drugi cilj projekta bo obdelava interakcije krompir-PVY iz perspektive malih RNA (sRNA). Razvili bomo specializirana analitična orodja za detekcijo, pripis funkcij in kvantifikacijo novo odkritih majhnih RNA. Dodatne analize bomo izvedli z uporabo vrste že razvitih in prosto dostopnih bioinformatičnih orodij. Zadnji in najpomembnejši cilj bo integracija vseh dobljenih podatkov in njihovo ovrednotenje na višji ravni. Za interpretacijo podatkov bodo uporabljeni različni pristopi vizualizacije, kot so MapMan, SolCyc ali KeggPathway. Kompleksen in sistematski pristop nam bo omogočil poglobljeno vedenje o interakciji in odpornih odzivih pri ekonomsko pomembni poljščini in pomembnem patogenu. Nadalje bodo rezultati projekta služili kot osnova za identifikacijo možnih strategij za obvarovanje rastlin, potrebnih za vzgojo na virus odpornih sort krompirja. Razumevanje interakcije bo lahko preneseno tudi na druge agronomsko pomembne rastline in bo podpiralo razvoj novih strategij za zaščito rastlin pred patogeni. Projekt je zelo interdisciplinarno zasnovan, saj pri njem sodelujejo 3 slovenske in 3 mednarodne institucije z različnimi profili svojega dela.
Pomen za razvoj znanosti
Funkcijske analize genov vpletenih v interakcije rastlin in njihovih patogenov so bile dosedaj v večini izvedene na modelni rastlini Arabidopsis thaliana, vendar rezultatov ne moremo neposredno prenesti na poljščine. Krompir je svetovno gledano četrta najpomembnejša poljščina, uporabljena za hrano; zato so raziskave te vrste ključnega pomena. Povrh vsega so interakcije rastlin in virusov najmanj poznane med vsemi interakcijami rastlin in patogenov. Rezultati funkcijske analize genov vpletenih v interakcijo krompir-virus, ki so bili pridobljeni v tem projektu, bodo imeli mednarodno pomemben vpliv na razumevanje interakcije med rastlinami in škodljivci ter na identifikacijo možnih strategij za zaščito rastlin, potrebnih za vzgojo na virus odpornih rastlin krompirja in potencialno tudi drugih pomembnih poljščin. Znanju o interakciji smo s študijami malih RNA dodali tudi nov nivo razumevanja. Tako smo raziskave prenesli na novo raven in tudi povečali nabor možnosti za izboljšanje agronomsko pomembnih lastnosti krompirja. Pridobljeno znanje pa bo pomembno tudi na drugih področjih, kot je na primer proizvodnja proteinov v rastlinah, ki je hitro rastoče novo področje. Vse več kompleksnih proteinov je proizvedenih v rastlinah. Znanje pridobljeno v projektu je pripomoglo k prijavi patenta za izboljšano produkcijo proteinov v rastlinah. Proizvajalci heterolognih proteinov v rastlinah so tako pridobili možnost za izboljšanje produkcijskih sistemov, obenem pa je lahko to znanje podlaga za morebitne nove predloge izboljšav. Rezultati projekta so celokupno privedli do pomembnih odkritij, novega znanja, objav v kvalitetnih znanstvenih revijah in patentu, s čimer smo nedvomno prispevali k razvoju znanosti kakor tudi potencialnih aplikativnih izpeljavah.
Pomen za razvoj Slovenije
V okviru projekta smo sodelovali s številnimi evropskimi inštitucijami iz Slovenije in tujine (Fakulteta za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani (Slovenija), Kemijski inštitut (Slovenija), Leibniz Institute of Plant Biochemistry (Nemčija), Institute of Biochemistry and Biophysics (Poljska), Wageningen University and Research Centre (Nizozemska)). Sodelovanje na tem projektu je okrepilo pozicijo slovenskih inštitutov in tudi povečalo možnosti za prihodnja sodelovanja v okviru evropskih projektov. Nadalje so bili rezultati projekta predstavljeni na različnih mednarodnih srečanjih in v obliki znanstvenih publikacij in patenta, kar je pomagalo k promoviranju slovenske znanosti. Pridobljeno znanje je bilo in bo tudi v prihodnje predstavljeno tudi širši javnosti preko objav v časopisih, poljudnih revijah in preko predavanj. V okviru projekta sta bila izobražena tudi dva mlada raziskovalca. Pridobljeno znanje je bilo preneseno tudi na dodiplomske in podiplomske študente skozi predavanja in praktičnim delom z diplomanti ter magistranti. Novo znanje bo tudi izboljšalo kvaliteto predavanj, ki jih imajo na različnih univerzah člani Oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo. Pomembni so tudi vzpostavljeni sistemi za preučevanje funkcionalne analize genov, tako transformacijskih sistemov, kakor analize sRNA, saj se na osnovi pridobljenega znanja lahko preučujejo tudi druge tematike pomembne za Slovenski prostor. Znanje pridobljeno na področju transgenih rastlin je pomembno tudi za presoje tveganja pri vlogah za delo in trženje gensko spremenjenih organizmov (GSO). Nekateri člani projektne skupine (Žel, Gruden) so tudi člani znanstvenih odborov povezanih z GSO pri Ministrstvu za okolje in prostor. Nacionalni inštitut za biologijo je tudi Nacionalni referenčni laboratorij za določanje GSO. Tudi pri tem diagnostičnem delu je pomembno temeljno znanje poznavanja GSO, h kateremu je pripomogel tudi ta projekt.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2011, 2012, 2013, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno