Strona główna Aktualności
Przyroda

Naukowcy z UŚ uzyskali jęczmień dobrze znoszący suszę

02.06.2017 Ekologia, Przyroda, Filmy

Fot. Fotolia

Jęczmień zachowujący w liściach o 30 proc. więcej wody niż jego odmiana wyjściowa uzyskali po kilku latach badań biolodzy z Katedry Genetyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Odkrycie może dać rolnikom możliwość uprawy jęczmienia o wyższej tolerancji na suszę.

"Udało nam się wyprowadzić mutanta jęczmienia hvcbp20.ab - bo taki ma skrót – który jest tolerancyjny na stres suszy. Potrafił utrzymać 30 proc. więcej wody niż jego forma wyjściowa w warunkach stresu suszy" – powiedziała PAP kierująca projektem badawczym SONATA, finansowanym przez Narodowe Centrum Nauki, dr Agata Daszkowska-Golec z Katedry Genetyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

 

Jęczmień jest wśród zbóż ważnym gatunkiem. Zajmuje czwarte miejsce pod względem areału upraw w Polsce i na świecie. Co ważne, z końcem kwietnia tego roku niemal całkowicie zsekwencjonowano jego genom, dodatkowo szeroki wachlarz narzędzi do prowadzenia analiz z zakresu genomiki funkcjonalnej sprawia, że jest postrzegany jako gatunek modelowy dla roślin jednoliściennych. To może mieć przełożenie na zwiększone tempo dalszych odkryć związanych z tym gatunkiem.

 

 

W ramach wcześniej prowadzonych projektów naukowych katowiccy genetycy wygenerowali tzw. platformę TILLING (Targeting Induced Local Lesions in Genomes) jęczmienia jarego, aby służyła jako narzędzie do poznania funkcji genów, a z czasem również doskonalenia pożądanych cech. Zespół pod kierownictwem prof. Iwony Szarejko uzyskał populację jęczmienia po mutagenezie chemicznej (populacja HorTILLUS – Hordeum vulgare TILLING platform of University of Silesia in Katowice), tzn. populację mutantów w różnych genach, liczącą ok. 10 tys. osobników.

 

Naukowcy skupili się m.in. na szlaku sygnałowym kwasu abscysynowego - to hormon ściśle związany z odpowiedzią na stres suszy i funkcjonowaniem genu CBP20. „Kiedy byliśmy zainteresowani znalezieniem mutacji w genie CBP20, wykonaliśmy analizę TILLING, która w skrócie polega na tym, że przeszukujemy tę konkretną sekwencję pod względem obecności mutacji w obrębie 10 tys. osobników populacji HorTILLUS. Zidentyfikowaliśmy serię mutantów allelicznych, czyli niosących defekt w tym konkretnym genie, ale w różnych miejscach sekwencji” – powiedziała dr Daszkowska-Golec.

 

Jednym z nich okazał się właśnie mutant hvcbp20.ab, tolerancyjny na stres suszy. W stworzonych przez biologów warunkach brakowało mu nie tylko optymalnej ilości wody, ale był też narażony na wysoką temperaturę. Okazało się, że znacznie szybciej adaptuje się do warunków stresu niż jego forma wyjściowa – odmiana Sebastian. Zanim te rośliny w ogóle „zorientują się”, że znalazły się w sytuacji niedoboru wody, mutant uruchamia już odpowiedź - przeprogramowuje swój metabolizm, by walczyć z deficytem wody w podłożu.

 

Naukowcy wykazali to łącząc ze sobą dane uzyskane ze szczegółowych analiz fizjologicznych, morfologicznych oraz analiz globalnego profilu ekspresji genów. Te ostatnie umożliwiają porównanie zestawu genów, która są odpowiednio włączone lub wyłączone u mutanta w celu regulacji odpowiedzi na stres suszy.

 

„Nasze analizy wykazały na przykład, że mutant ma zmienioną liczbę aparatów szparkowych na obu stronach liścia. Aparaty szparkowe stanowią swego rodzaju wentyle, umożliwiające wymianę gazową roślinie, ale również utratę wody. Roślina potrafi sterować otwieraniem i zamykaniem tych aparatów. Mutant w genie CBP20 zamyka je znacznie szybciej w warunkach stresu suszy, przez co broni się przed utratą wody. Zachowuje jej ponad 30 proc. więcej niż odmiana +Sebastian+ w warunkach stresu” – podkreśliła genetyk.

 

Co ciekawe, na górnej stronie liścia aparatów szparkowych jest więcej u mutanta, ale są mniejsze i pozostają delikatnie otwarte. Dodatkowo liść jest zwinięty do środka, co umożliwia mutantowi minimalną wymianę gazową, ale nie utratę wody - gdyż aparaty nie są eksponowane na zewnątrz, a chronione zwiniętą blaszką liściową. Również badania wydajności fotosyntezy, a więc podstawowego dla roślin procesu odżywiania, wykazały lepsze przystosowanie mutanta do warunków stresu.

 

„Można na razie spekulować, podejrzewać, że być może ten mutant okaże się dość istotnym materiałem przydatnym dla hodowców, po odpowiednim przekrzyżowaniu go z elitarnymi odmianami jęczmienia, które są w uprawie w obecnym czasie” – powiedziała Agata Daszkowska-Golec.

 

Na dalszym etapie badań katowiccy genetycy chcą bardziej szczegółowo zbadać rolę genu CBP20 w odpowiedzi na stres suszy, ze szczególnym naciskiem na wskazanie konkretnych regulowanych przez niego elementów szlaku odpowiedzi na niedobory wody. Uważają również, że niezbędne będzie sprawdzenie jak forma hvcbp20.ab zachowuje się w naturalnych, a nie szklarniowych warunkach. Kwestią otwartą pozostaje odpowiedź na pytanie, jakie plony będzie dawać uzyskany mutant.

 

Badania związane z tym mutantem dr Daszkowska-Golec rozpoczęła jeszcze w ramach zakończonego już projektu POLAPGEN-BD „Narzędzia biotechnologiczne służące do otrzymywania zbóż o zwiększonej odporności na suszę”, finansowanego ze środków Unii Europejskiej.

 

W skład zespołu naukowców pracujących nad rozwikłaniem zagadki roli CBP20 u jęczmienia w warunkach stresu suszy w ramach grantu SONATA, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki wchodzą: prof. Iwona Szarejko (opiekun naukowy), dr Agata Daszkowska-Golec (kierownik projektu), mgr Anna Skubacz, mgr Michał Słota, dr Marek Marzec, mgr Karolina Chwiałkowska, dr Beata Chmielewska, dr Miriam Szurman-Zubrzycka.

 

Dotychczasowe wyniki badań zostały właśnie opublikowane na łamach czasopisma o zasięgu międzynarodowym „Frontiers in Plant Science”.

 

PAP - Nauka w Polsce,  Anna Gumułka

 

lun/ ksk/

Tagi: jęczmień
Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych Tajemnice grzybów - dla niewtajemniczonych

Czy wiedzieliście, że grzyby można spotkać nawet na pustyniach czy w oceanach? Albo wykorzystać jako... planistów ruchu? Każdy, kto czuje się gotów na wprowadzenie do swojego życia tych i innych ciekawostek okołogrzybowych, powinien sięgnąć po książkę "Tajemnicze życie grzybów".

Więcej

Myśl na dziś

Dobrze zrozumiana nauka chroni człowieka przed pychą, gdyż ukazuje mu jego granice.
Albert Schweitzer

Nasz blog

Tabletka Matuzalema Tabletka Matuzalema

Naukowcy coraz lepiej poznają biologiczne podstawy starzenia; udaje im się nawet wydłużyć życie niektórych organizmów. Według autorów tych dokonań może to zaowocować nowymi terapiami i zwiększeniem liczby przeżywanych w zdrowiu lat. Według innych badań już dziś wiele w tym względzie można zdziałać dietą.

Więcej

Tagi