Kierownik
Skład
dr hab. Izabela Pawłowicz
dr hab. Danuta Babula-Skowrońska
dr Joanna Majka
dr Dawid Perlikowskimgr inż. Włodzimierz Zwierzykowski
mgr Natalia Żyła (doktorantka)
mgr inż. Adrianna S. Czapiewska (doktorantka)
mgr Julia K. Górna (doktorantka)
Główne kierunki badań Zakładu są związane z poznaniem molekularnych podstaw tolerancji stresów abiotycznych u traw pastewnych kompleksu Lolium-Festuca. L. multiflorum Lam. (życica wielokwiatowa) i L. perenne L. (życica trwała) to gatunki traw o wysokiej jakości paszowej, lecz stosunkowo niskiej tolerancji stresów abiotycznych i biotycznych. Z kolei F. pratensis Huds. (kostrzewa łąkowa) i F. arundinacea Schreb. (kostrzewa trzcinowa) charakteryzują się wysokim stopniem zimotrwałości, tolerancji mrozu, suszy i wysokiego zasolenia, a także stosunkowo wysokim potencjałem odporności na choroby, np. porażenie Microdochium nivale (pleśń śniegowa). Ze względu na duży potencjał tolerancji stresów, gatunki Festuca oraz ich formy amfiploidalne i introgresywne z gatunkami Lolium są unikalnym materiałem roślinnym do prowadzenia badań nad mechanizmami tolerancji stresów środowiskowych u traw. Stanowią one także interesujący materiał do badań cytogenetycznych związanych m.in. z organizacją i ewolucją chromosomów roślinnych.
Równoległy kierunek badań Zakładu koncentruje się na badaniu komórkowej sieci interakcji genów związanej bezpośrednio z indukcją aktywności fosfataz białkowych ABI1 u rzepaku ozimego (Brassica napus var. oleifera) w warunkach stresów środowiskowych. Fosfataza białkowa ABI1 (należąca do grupy A fosfataz PP2C), jako element modułu fosforylacji/defosforylacji, może wywierać bezpośredni lub pośredni wpływ na kontrolę ekspresji wielu genów i kodowanych przez nie białek związanych ze szlakami odpowiedzi komórkowej na stresy. Stanowi kluczowy element sygnalizacji ABA i zaangażowana jest w procesy adaptacyjne roślin do stresu suszy oraz innych stresów dehydratacyjnych, w tym także do stresu solnego.
Profil badawczy
- Molekularne podstawy tolerancji stresów abiotycznych (niska temperatura, susza, zasolenie) i odporności na patogeny,
- Organizacja i ewolucja sekwencji chromosomowo i genomowo specyficznych u roślin,
- Transfer genów tolerancji stresów środowiskowych z gatunków rodzaju Festuca do gatunków z rodzaju Lolium,
- Molekularne i fizjologiczne mechanizmy plastyczności odpowiedzi na stresy środowiskowe u poliploidalnego gatunku B. napus.
Metody
- analiza ekspresji genów na poziomie transkryptu (RT-PCR w czasie rzeczywistym) i białka (2-D elektroforeza, spektrometria mas, Western blot),
- analiza architektury systemu korzeniowego w warunkach deficytu wody,
- analizy fizjologiczne (WC, RWC, wyciek elektrolitów, parametry wymiany gazowej, fluorescencja chlorofilu),
- analiza potencjału systemu antyoksydacyjnego w komórce w warunkach stresów środowiskowych,
- testy tolerancji roślin na niską temperaturę i suszę w warunkach naturalnych i symulowanych,
- fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH), genomowa hybrydyzacja in situ (GISH),
- analiza akumulacji metabolitów pierwotnych i lipidów,
- analiza interakcji między białkami (dwuhybrydowy system drożdżowy, pull-down, BiFC),
- wyprowadzanie linii transgenicznych z nadekspresją i z wyciszonymi funkcjami genów przy zastosowaniu technologii CRISPR/Cas9.
Wybrane publikacje
- Perlikowski D., Skirycz A., Marczak Ł., Lechowicz K., Augustyniak A., Michäelis A., Kosmala A. (2022). Metabolism of crown tissue is crucial for drought tolerance and recovery after stress cessation in Lolium/Festuca forage grasses. Journal of Experimental Botany, erac398. DOI: 10.1093/jxb/erac398
- Perlikowski D., Lechowicz K., Pawłowicz I., Arasimowicz-Jelonek M., Kosmala A. (2022). Scavenging of nitric oxide up-regulates photosynthesis under drought in Festuca arundinacea and F. glaucescens but reduces their drought tolerance. Scientific Reports, 12: 6500 DOI: 10.1038/s41598-022-10299-5
- Perlikowski D., Lechowicz K., Skirycz A., Michaelis A., Pawłowicz I., Kosmala A. (2022). The role of triacylglycerol in the protection of cells against lipotoxicity under drought in Lolium multiflorum/Festuca arundinacea introgression form. Plant and Cell Physiology, 63: 353-368 DOI: 10.1093/pcp/pcac003
- Perlikowski D., Augustyniak A., Skirycz A., Pawłowicz I., Masajada K., Michaelis Ä., Kosmala A. (2020). Efficient root metabolism improves drought resistance of Festuca arundinacea. Plant and Cell Physiology, 61: 492-504 DOI:10.1093/pcp/pcz215
Projekty badawcze
Nr projektu: MR- 17
Tytuł projektu: Mechanizmy odporności na abiotyczne i biotyczne stresy środowiskowe u form introgresywnych życicy wielokwiatowej i życicy trwałej z genami kostrzewy łąkowej lub kostrzewy trzcinowej
Typ: MRiRW Postęp Biologiczny
Kierownik projektu: A. Kosmala
Okres realizacji: 1 stycznia 2021 - 31 grudnia 2026
Nr projektu: 2020/39/B/NZ9/02488
Tytuł projektu: Charakterystyka rodziny lipokalin oraz ich funkcja w stabilizowaniu aparatu fotosyntetycznego podczas stresu oksydacyjnego u Festuca glaucescens
Typ: OPUS
Kierownik projektu: I. Pawłowicz
Okres realizacji: 2 lipca 2021 - 1 lipca 2025
Nr projektu: 2021/41/B/NZ9/00782
Tytuł projektu: Kompleksowa analiza mechanizmów mrozoodporności w sekwencji procesów hartowania w chłodzie, rozhartowywania i ponownego hartowania, u traw pastewnych
Typ: OPUS
Kierownik projektu: D. Perlikowski
Okres realizacji: 1 czerwiec 2022 – 31 maj 2026
