Kierownik
dr hab. Michał Książkiewicz
Skład
prof. dr hab. Barbara Naganowska
dr Wojciech Bielski
dr Maciej Majka
mgr inż. Jolanta Belter
mgr Anna Surma (doktorant)
mgr Allen Eldho Paul (doktorant)
mgr Ishani Dogra (doktorant)
Sonia Nowak
Prace badawcze prowadzone przez Zakład obejmują kilka obszarów. Są to: analizy porównawcze genomów łubinów na poziomie sekwencji DNA i chromosomów oraz profilowanie transkryptomów, mające na celu rekonstrukcję przemian ewolucyjnych i filogenezy rodzaju Lupinus; porównawcze analizy bioinformatyczne dotyczące syntenii genomów łubinu wąskolistnego i innych gatunków z rodziny Fabaceae; konstruowanie i wzbogacanie map genetycznych oraz analizy genów i regionów genomu łubinów uprawnych związanych z cechami o znaczeniu użytkowym. Prowadzone jest też badanie genetycznego podłoża procesu indukcji kwitnienia oraz profilowanie ekspresji genów związanych z odpornością roślin na patogeny. Część badań to prace w większym stopniu ukierunkowane na zastosowanie praktyczne. Celem ich jest generowanie markerów molekularnych sprzężonych z cechami o wartości rolniczej, przeznaczonych do wykorzystania w programach hodowlanych łubinów.
Profil badawczy
- Filogenetyka molekularna wybranych przedstawicieli rodzaju Lupinus, mapowanie porównawcze w obrębie rodzaju oraz pomiędzy łubinami a innymi gatunkami roślin strączkowych
- Badania przemian ewolucyjnych genomów gatunków z rodzaju Lupinus: rearanżacje chromosomowe, poliploidyzacja, organizacja sekwencji powtarzalnych, profilowanie transkryptomu
- Profilowanie ekspresji genów w interakcji roślina-patogen
- Analiza strukturalna i funkcjonalna genów uczestniczących w indukcji kwitnienia u łubinu wąskolistnego, białego i żółtego
- Analiza zmienności genetycznej łubinów uprawnych oraz organizacji regionów ich genomu zawierających geny związane z ważnymi procesami i cechami użytkowymi
- Generowanie markerów molekularnych sprzężonych z cechami o znaczeniu rolniczym łubinów oraz ocena przydatności tych markerów do selekcji pożądanych genotypów w pracach hodowlanych
Metody badawcze
- generowanie sekwencyjnie zdefiniowanych markerów molekularnych na podstawie sekwencji klonów BAC łubinu wąskolistnego oraz sekwencji gatunków spokrewnionych dostępnych w bazach danych
- genotypowanie przez sekwencjonowanie (GBS)
- profilowanie ekspresji genów metodą ilościowego PCR w czasie rzeczywistym
- mapowanie loci cech ilościowych
- wnioskowanie filogenetyczne na podstawie podobieństwa sekwencji kodujących
- wprowadzanie markerów molekularnych na mapę genetyczną - mapowanie genetyczne z wykorzystaniem programów komputerowych
- analiza genomów z użyciem techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH, oligo-FISH)
Obecnie prowadzone prace
- Badanie ewolucji genomu łubinów na poziomie chromosomowym poprzez porównawcze mapowanie metodą FISH specyficznych chromosomowo klonów BAC z biblioteki gatunku referencyjnego (L. angustifolius) w chromosomach gatunków dzikich
- Zintegrowane analizy ewolucyjne/filogenetyczne z użyciem transkryptomów. Opracowanie bazy danych genów wraz z wytypowaniem genów nowych i tkankowo-specyficznych jako kompleksowego źródła danych o zmienności w obrębie rodzaju Lupinus
- Określenie pozycji genomowej oraz sekwencji nukleotydowej homologów genów kwitnienia, a w szczególności genów z grupy FT, mających kluczowe znaczenie dla inicjacji procesu kwitnienia u roślin. Dostarczenie hodowcom technologii opierającej się na monitorowaniu genotypów łubinu wąskolistnego za pomocą markerów molekularnych zaprojektowanych na podstawie sekwencji genu odpowiedzialnego za cechę wczesności kwitnienia
- Ocena wymagań wernalizacyjnych trzech gatunków łubinów uprawnych
- Profilowanie ekspresji genów w odpowiedzi na fotoperiod i wernalizację u łubinu wąskolistnego, białego i żółtego
- Generowanie markerów molekularnych cech użytkowych łubinu wąskolistnego metodą sekwencjonowania nowej generacji i mapowania asocjacyjnego
- Poznanie molekularnych i genetycznych podstaw odporności łubinu wąskolistnego na grzyby patogeniczne
Publikacje
- Książkiewicz M., Nazzicari N., Yang H., Nelson M.N., Renshaw D., Rychel S., Ferrari B., Carelli M., Tomaszewska M., Stawiński S., Naganowska B., Wolko B., Annicchiarico P. (2017). A high-density consensus linkage map of white lupin highlights synteny with narrow-leafed lupin and provides markers tagging key agronomic traits. Scientific Reports. 7:15335.
- Narożna D., Książkiewicz M., Przysiecka Ł., Króliczak J., Wolko B., Naganowska B., Mądrzak C.J. (2017). Legume isoflavone synthase genes have evolved by whole-genome and local duplications yielding transcriptionally active paralogs. Plant Science 264: 149–167
- Susek K., Braszewska-Zalewska A., Bewick A.J., Hasterok R., Schmitz R.J., Naganowska B. (2017). Epigenomic diversification within the genus Lupinus Plos ONE. 12(6):e0179821:
- Nelson M.N., Książkiewicz M., Rychel S., Besharat N., Taylor C., Wyrwa K., Jost R., Erskine W., Cowling W.A., Berger J.D., Batley J., Weller J.L., Naganowska B., WolkoB. (2017).The loss of vernalization requirement in narrow-leafed lupin is associated with a deletion in the promoter and de-repressed expression of a Flowering Locus T (FT) homologue. New Phytologist 213 (1): 220-232.
Projekty
- Nr projektu: HOR hn-801-8/14 zad. 39
Tytuł projektu: Cecha wczesności kwitnienia u łubinu białego i łubinu żółtego - podstawy genetyczne i molekularne
Kierownik projektu: B. Wolko/ M. Książkiewicz
Typ:MRiRW Postęp biologiczny
Okres realizacji: 1 stycznia 2014 - 31 grudnia 2020
