Badania podstawowe na rzecz post\u0119pu biologicznego w produkcji ro\u015blinnej w latach 2022-2026<\/h3>\r\n ![\"\"](\"https:\/\/us.edu.pl\/instytut\/ibbios\/wp-content\/uploads\/sites\/36\/Nieprzypisane\/k\u0142osy-225x300.jpg\")
Zadanie nr 6: <\/strong>Molekularne aspekty procesu embriogenezy w <\/strong>kulturze izolowanych mikrospor pszenicy (Triticum aestivum<\/em>)<\/strong><\/span><\/p>\nNazwa Jednostki: Instytut Biologii, Biotechnologii i Ochrony \u015arodowiska, Wydzia\u0142 Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet \u015al\u0105ski w Katowicach<\/strong><\/p>\nKierownik projektu: dr Monika Gajecka-Lesik<\/strong><\/p>\n\u00a0<\/strong><\/p>\nCel bada\u0144<\/strong><\/p>\nCelem niniejszych bada\u0144 jest opracowanie efektywnego protoko\u0142u dla indukcji procesu embriogenezy w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy oraz identyfikacja gen\u00f3w odpowiadaj\u0105cych za inicjacj\u0119 tego procesu. Cel ten b\u0119dzie realizowany przez okre\u015blenie wp\u0142ywu czynnik\u00f3w zewn\u0119trznych na efektywno\u015b\u0107 indukcji zarodk\u00f3w i regeneracji ro\u015blin w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy jarej i ozimej. Analiza ekspresji gen\u00f3w w kilku etapach indukcji zarodk\u00f3w dla 10 odmian pszenicy jarej i ozimej pozwoli na okre\u015blenie korelacji ekspresji tych gen\u00f3w w poszczeg\u00f3lnych fazach indukcji zarodk\u00f3w z efektywno\u015bci\u0105 embriogenezy mikrospor i identyfikacj\u0119 marker\u00f3w molekularnych, umo\u017cliwiaj\u0105cych okre\u015blenie potencja\u0142u odmian do efektywnej produkcji DH w kulturach mikrospor i pylnik\u00f3w. Prowadzone b\u0119d\u0119 tak\u017ce badania maj\u0105ce okre\u015bli\u0107, czy albinizm w kulturze ozimych odmian pszenicy jest, tak jak w przypadku j\u0119czmienia, konsekwencj\u0105 wczesnego r\u00f3\u017cnicowania proplastyd\u00f3w w amyloplasty podczas rozwoju ziaren py\u0142ku in vivo <\/em>i opracowa\u0107 markery potencja\u0142u genotypu do regeneracji zielonych ro\u015blin.<\/p>\n <\/p>\n
Streszczenie:<\/strong><\/p>\nAndrogeneza, czyli rozw\u00f3j ro\u015bliny z niedojrza\u0142ego gametofitu m\u0119skiego stanowi najbardziej efektywn\u0105 metod\u0105 pozyskiwania podwojonych haploid\u00f3w (DH) ro\u015blin, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cna indukowa\u0107 w kulturze pylnik\u00f3w lub izolowanych mikrospor. Jednak jedynie w kulturze izolowanych mikrospor, poprzez izolacj\u0119 i oczyszczanie, mikrospory stanowi\u0105 homogenn\u0105 kultur\u0119, a ich rozw\u00f3j w zarodki jest zsynchronizowany. Brak pylnik\u00f3w eliminuje problem powstawania z nich kalusa i regeneracji ro\u015blin z tkanki somatycznej. Wiele czynnik\u00f3w ma istotny wp\u0142yw na efektywno\u015b\u0107 procesu androgenezy, w tym: stan ro\u015bliny donorowej, stadium rozwojowe mikrospor, genotyp, rodzaj zastosowanego traktowania wst\u0119pnego, czy sk\u0142ad po\u017cywek. Jednak nawet przy dobrze opracowanym protokole efektywno\u015b\u0107 procesu androgenezy r\u00f3\u017cni si\u0119 znacz\u0105co pomi\u0119dzy genotypami. Ponadto, nawet przy wysokiej efektywno\u015bci regeneracji ro\u015blin og\u00f3\u0142em zale\u017cno\u015b\u0107 od genotypu w androgenezie zb\u00f3\u017c wyst\u0119puje r\u00f3wnie\u017c w aspekcie cz\u0119stotliwo\u015bci zielonych ro\u015blin w\u015br\u00f3d uzyskanych regenerant\u00f3w, a zjawisko albinizmu regenerant\u00f3w jest cz\u0119sto obserwowane tak\u017ce u pszenicy. Pszenica jest gatunkiem, dla kt\u00f3rego wydajne protoko\u0142y kultury izolowanych mikrospor nie s\u0105 powszechne, a wi\u0119kszo\u015b\u0107 bada\u0144 dotycz\u0105cych mechanizm\u00f3w molekularnych indukcji androgenezy prowadzona jest z wykorzystaniem kultury pylnik\u00f3w. Efektywny system indukcji podwojonych haploid\u00f3w u pszenicy oraz poszerzenie wiedzy z zakresu molekularnych aspekt\u00f3w rozwoju androgenicznych zarod\u00f3w, jak r\u00f3wnie\u017c identyfikacja marker\u00f3w efektywnej indukcji androgenezy s\u0105 istotne w aspekcie wyprowadzania nowych odmian pszenicy oraz innych zb\u00f3\u017c i mog\u0105 zyska\u0107 zastosowanie w programach hodowlanych.<\/p>\n
\u00a0<\/em><\/p>\nRealizowane zadania:<\/strong><\/p>\nPierwszy etap bada\u0144 b\u0119dzie mia\u0142 na celu okre\u015blenie czynnik\u00f3w warunkuj\u0105cych wysok\u0105 efektywno\u015b\u0107 indukcji embriogenezy mikrospor. Jest to niezb\u0119dny krok aby w szybki spos\u00f3b uzyska\u0107 homogenn\u0105 zawiesin\u0119 mikrospor oczyszczonych z tkanek somatycznych i rozwijaj\u0105cych si\u0119 w p\u0142ynnej po\u017cywce, dzi\u0119ki czemu mo\u017cliwe jest optymalny rozw\u00f3j zarodk\u00f3w o wysokim stopniu synchronizacji. Nast\u0119pnie opracowany protok\u00f3\u0142 wydajnego systemu indukcji embriogenezy w kulturze izolowanych mikrospor zostanie zastosowany do okre\u015blenia efektywno\u015bci kultur, z uwzgl\u0119dnieniem indukcji embriogenezy mikrospor, regeneracji ro\u015blin og\u00f3\u0142em i cz\u0119stotliwo\u015bci regeneracji ro\u015blin zielonych i albinotycznych. Badania b\u0119d\u0105 przeprowadzone dla 10 odmian pszenicy jarej i 10 odmian ozimej, co pozwoli na wyb\u00f3r materia\u0142u do analiz molekularnych. W kolejnym etapie bada\u0144 odmiany charakteryzuj\u0105ce si\u0119 r\u00f3\u017cnym potencja\u0142em indukcji embriogenezy mikrospor zostan\u0105 wykorzystane do ilo\u015bciowej analizy ekspresji 20 gen\u00f3w z wykorzystaniem RT-qPCR, kt\u00f3re wybrane zostan\u0105 na podstawie analiz dost\u0119pnych danych literaturowych. Przeprowadzone badania pozwol\u0105 na por\u00f3wnanie indukcji embriogenezy mikrospor u odmian jarych i ozimych oraz okre\u015blenie korelacji pomi\u0119dzy ekspresj\u0105 wytypowanych gen\u00f3w a efektywn\u0105 indukcj\u0105 embriogenezy mikrospor. Umo\u017cliwia tak\u017ce opracowanie marker\u00f3w pozwalaj\u0105cych na wskazanie odmian o efektywnej indukcji androgenezy i odmian, dla kt\u00f3rych produkcja linii DH z wykorzystaniem androgenezy jest ograniczona. Ostatnim zagadnieniem realizowanym w ramach projektu b\u0119dzie okre\u015blenie czy regeneracja ro\u015blin zielonych jest zale\u017cna od r\u00f3\u017cnicowania amyloplast\u00f3w podczas rozwoju ziaren py\u0142ku in vivo <\/em>i okre\u015blnie czy marker wytypowany dla j\u0119czmienia jarego mo\u017ce by\u0107 wykorzystany do identyfikacji odmian produkuj\u0105cych w przewadze ro\u015bliny zielone\/albinotyczne u pszenicy.<\/p>\n <\/p>\n
Spodziewane rezultaty: <\/strong><\/p>\n\n- Opracowanie efektywnego systemu indukcji embriogenezy mikrospor pszenicy jarej i ozimej<\/li>\n
- Opracowanie efektywnego protoko\u0142u indukcji i r\u00f3\u017cnicowania zarodk\u00f3w oraz regeneracji ro\u015blin<\/li>\n
- Wskazanie czynnik\u00f3w maj\u0105cych najbardziej znacz\u0105cy wp\u0142yw na efektywno\u015b\u0107 indukcji zarodk\u00f3w w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy<\/li>\n
- Identyfikacja gen\u00f3w oraz proces\u00f3w, kt\u00f3re determinuj\u0105 pozytywn\u0105 indukcj\u0119 procesu embriogenezy mikrospor u pszenicy<\/li>\n
- Wytypowanie marker\u00f3w efektywnej indukcji androgenezy, kt\u00f3re pozwol\u0105 okre\u015bli\u0107 przydatno\u015b\u0107 odmiany do kultury in vitro<\/em> i znale\u017a\u0107 zastosowanie w programach hodowli pszenicy ozimej<\/li>\n
- Okre\u015blenie czy albinizm w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy jarej i ozimej jest zwi\u0105zany z dojrzewaniem plastyd\u00f3w podczas rozwoju ziaren py\u0142ku in vivo<\/em><\/li>\n<\/ol>\n
![\"\"](\"https:\/\/us.edu.pl\/instytut\/ibbios\/wp-content\/uploads\/sites\/36\/Nieprzypisane\/szalka-300x225.jpg\")
<\/p>\n
<\/p>\n
Ca\u0142kowity koszt projektu: 765\u00a0000 PLN<\/strong><\/p>\n\u00a0<\/strong><\/p>\nPlanowany okres realizacji projektu: 1 stycze\u0144 2022- 31 grudzie\u0144 2026<\/strong> (60 miesi\u0119cy)<\/p>\n\u00a0<\/strong><\/p>\nUdost\u0119pnianie wynik\u00f3w bada\u0144:<\/strong><\/p>\n\u00a0<\/strong><\/p>\nWyniki bada\u0144 w kolejnych latach realizacji zadania b\u0119d\u0105 zamieszczane na stronie internetowej Instytutu Biologii, Biotechnologii i Ochrony \u015arodowiska U\u015a (https:\/\/us.edu.pl\/instytut\/ibbios<\/a>\/) nie p\u00f3\u017aniej ni\u017c do dnia 15 stycznia kolejnego roku i b\u0119d\u0105 dost\u0119pne nieodp\u0142atnie dla wszystkich zainteresowanych.<\/p>\n <\/p>\n
\n\n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>\r\n
Nazwa Jednostki: Instytut Biologii, Biotechnologii i Ochrony \u015arodowiska, Wydzia\u0142 Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet \u015al\u0105ski w Katowicach<\/strong><\/p>\n Kierownik projektu: dr Monika Gajecka-Lesik<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Cel bada\u0144<\/strong><\/p>\n Celem niniejszych bada\u0144 jest opracowanie efektywnego protoko\u0142u dla indukcji procesu embriogenezy w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy oraz identyfikacja gen\u00f3w odpowiadaj\u0105cych za inicjacj\u0119 tego procesu. Cel ten b\u0119dzie realizowany przez okre\u015blenie wp\u0142ywu czynnik\u00f3w zewn\u0119trznych na efektywno\u015b\u0107 indukcji zarodk\u00f3w i regeneracji ro\u015blin w kulturze izolowanych mikrospor pszenicy jarej i ozimej. Analiza ekspresji gen\u00f3w w kilku etapach indukcji zarodk\u00f3w dla 10 odmian pszenicy jarej i ozimej pozwoli na okre\u015blenie korelacji ekspresji tych gen\u00f3w w poszczeg\u00f3lnych fazach indukcji zarodk\u00f3w z efektywno\u015bci\u0105 embriogenezy mikrospor i identyfikacj\u0119 marker\u00f3w molekularnych, umo\u017cliwiaj\u0105cych okre\u015blenie potencja\u0142u odmian do efektywnej produkcji DH w kulturach mikrospor i pylnik\u00f3w. Prowadzone b\u0119d\u0119 tak\u017ce badania maj\u0105ce okre\u015bli\u0107, czy albinizm w kulturze ozimych odmian pszenicy jest, tak jak w przypadku j\u0119czmienia, konsekwencj\u0105 wczesnego r\u00f3\u017cnicowania proplastyd\u00f3w w amyloplasty podczas rozwoju ziaren py\u0142ku in vivo <\/em>i opracowa\u0107 markery potencja\u0142u genotypu do regeneracji zielonych ro\u015blin.<\/p>\n <\/p>\n Streszczenie:<\/strong><\/p>\n Androgeneza, czyli rozw\u00f3j ro\u015bliny z niedojrza\u0142ego gametofitu m\u0119skiego stanowi najbardziej efektywn\u0105 metod\u0105 pozyskiwania podwojonych haploid\u00f3w (DH) ro\u015blin, kt\u00f3r\u0105 mo\u017cna indukowa\u0107 w kulturze pylnik\u00f3w lub izolowanych mikrospor. Jednak jedynie w kulturze izolowanych mikrospor, poprzez izolacj\u0119 i oczyszczanie, mikrospory stanowi\u0105 homogenn\u0105 kultur\u0119, a ich rozw\u00f3j w zarodki jest zsynchronizowany. Brak pylnik\u00f3w eliminuje problem powstawania z nich kalusa i regeneracji ro\u015blin z tkanki somatycznej. Wiele czynnik\u00f3w ma istotny wp\u0142yw na efektywno\u015b\u0107 procesu androgenezy, w tym: stan ro\u015bliny donorowej, stadium rozwojowe mikrospor, genotyp, rodzaj zastosowanego traktowania wst\u0119pnego, czy sk\u0142ad po\u017cywek. Jednak nawet przy dobrze opracowanym protokole efektywno\u015b\u0107 procesu androgenezy r\u00f3\u017cni si\u0119 znacz\u0105co pomi\u0119dzy genotypami. Ponadto, nawet przy wysokiej efektywno\u015bci regeneracji ro\u015blin og\u00f3\u0142em zale\u017cno\u015b\u0107 od genotypu w androgenezie zb\u00f3\u017c wyst\u0119puje r\u00f3wnie\u017c w aspekcie cz\u0119stotliwo\u015bci zielonych ro\u015blin w\u015br\u00f3d uzyskanych regenerant\u00f3w, a zjawisko albinizmu regenerant\u00f3w jest cz\u0119sto obserwowane tak\u017ce u pszenicy. Pszenica jest gatunkiem, dla kt\u00f3rego wydajne protoko\u0142y kultury izolowanych mikrospor nie s\u0105 powszechne, a wi\u0119kszo\u015b\u0107 bada\u0144 dotycz\u0105cych mechanizm\u00f3w molekularnych indukcji androgenezy prowadzona jest z wykorzystaniem kultury pylnik\u00f3w. Efektywny system indukcji podwojonych haploid\u00f3w u pszenicy oraz poszerzenie wiedzy z zakresu molekularnych aspekt\u00f3w rozwoju androgenicznych zarod\u00f3w, jak r\u00f3wnie\u017c identyfikacja marker\u00f3w efektywnej indukcji androgenezy s\u0105 istotne w aspekcie wyprowadzania nowych odmian pszenicy oraz innych zb\u00f3\u017c i mog\u0105 zyska\u0107 zastosowanie w programach hodowlanych.<\/p>\n \u00a0<\/em><\/p>\n Realizowane zadania:<\/strong><\/p>\n Pierwszy etap bada\u0144 b\u0119dzie mia\u0142 na celu okre\u015blenie czynnik\u00f3w warunkuj\u0105cych wysok\u0105 efektywno\u015b\u0107 indukcji embriogenezy mikrospor. Jest to niezb\u0119dny krok aby w szybki spos\u00f3b uzyska\u0107 homogenn\u0105 zawiesin\u0119 mikrospor oczyszczonych z tkanek somatycznych i rozwijaj\u0105cych si\u0119 w p\u0142ynnej po\u017cywce, dzi\u0119ki czemu mo\u017cliwe jest optymalny rozw\u00f3j zarodk\u00f3w o wysokim stopniu synchronizacji. Nast\u0119pnie opracowany protok\u00f3\u0142 wydajnego systemu indukcji embriogenezy w kulturze izolowanych mikrospor zostanie zastosowany do okre\u015blenia efektywno\u015bci kultur, z uwzgl\u0119dnieniem indukcji embriogenezy mikrospor, regeneracji ro\u015blin og\u00f3\u0142em i cz\u0119stotliwo\u015bci regeneracji ro\u015blin zielonych i albinotycznych. Badania b\u0119d\u0105 przeprowadzone dla 10 odmian pszenicy jarej i 10 odmian ozimej, co pozwoli na wyb\u00f3r materia\u0142u do analiz molekularnych. W kolejnym etapie bada\u0144 odmiany charakteryzuj\u0105ce si\u0119 r\u00f3\u017cnym potencja\u0142em indukcji embriogenezy mikrospor zostan\u0105 wykorzystane do ilo\u015bciowej analizy ekspresji 20 gen\u00f3w z wykorzystaniem RT-qPCR, kt\u00f3re wybrane zostan\u0105 na podstawie analiz dost\u0119pnych danych literaturowych. Przeprowadzone badania pozwol\u0105 na por\u00f3wnanie indukcji embriogenezy mikrospor u odmian jarych i ozimych oraz okre\u015blenie korelacji pomi\u0119dzy ekspresj\u0105 wytypowanych gen\u00f3w a efektywn\u0105 indukcj\u0105 embriogenezy mikrospor. Umo\u017cliwia tak\u017ce opracowanie marker\u00f3w pozwalaj\u0105cych na wskazanie odmian o efektywnej indukcji androgenezy i odmian, dla kt\u00f3rych produkcja linii DH z wykorzystaniem androgenezy jest ograniczona. Ostatnim zagadnieniem realizowanym w ramach projektu b\u0119dzie okre\u015blenie czy regeneracja ro\u015blin zielonych jest zale\u017cna od r\u00f3\u017cnicowania amyloplast\u00f3w podczas rozwoju ziaren py\u0142ku in vivo <\/em>i okre\u015blnie czy marker wytypowany dla j\u0119czmienia jarego mo\u017ce by\u0107 wykorzystany do identyfikacji odmian produkuj\u0105cych w przewadze ro\u015bliny zielone\/albinotyczne u pszenicy.<\/p>\n <\/p>\n Spodziewane rezultaty: <\/strong><\/p>\n <\/p>\n Ca\u0142kowity koszt projektu: 765\u00a0000 PLN<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Planowany okres realizacji projektu: 1 stycze\u0144 2022- 31 grudzie\u0144 2026<\/strong> (60 miesi\u0119cy)<\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Udost\u0119pnianie wynik\u00f3w bada\u0144:<\/strong><\/p>\n \u00a0<\/strong><\/p>\n Wyniki bada\u0144 w kolejnych latach realizacji zadania b\u0119d\u0105 zamieszczane na stronie internetowej Instytutu Biologii, Biotechnologii i Ochrony \u015arodowiska U\u015a (https:\/\/us.edu.pl\/instytut\/ibbios<\/a>\/) nie p\u00f3\u017aniej ni\u017c do dnia 15 stycznia kolejnego roku i b\u0119d\u0105 dost\u0119pne nieodp\u0142atnie dla wszystkich zainteresowanych.<\/p>\n <\/p>\n \n<\/div>\r\n <\/div>\r\n <\/div>\r\n Zadanie nr 6: <\/strong>Molekularne aspekty procesu embriogenezy w <\/strong>kulturze izolowanych mikrospor pszenicy (Triticum aestivum<\/em>)<\/strong><\/span><\/p>\n\n
<\/p>\n
\n