Notice: Undefined index: alias in /home/people/clients/igrpan/igrwww/www_prod/modules/MleCMS/MleCMS.module.php on line 302
Zespół Struktury i Funkcji Genów
Na skróty

Zespół Struktury i Funkcji Genów

Lider

prof. dr hab. Barbara Naganowska

Skład

prof. dr hab. Bogdan Wolko
dr Michał Książkiewicz
dr Karolina Susek
mgr Elżbieta Rudy
mgr Piotr Plelwiński
mgr Wojciech Bielski (doktorant)
mgr Sandra Rychel (doktorantka)
mgr inż. Magdalena Tomaszewska

Badania dotyczą genomiki i biologii molekularnej łubinów. Gatunkiem modelowym dla tej grupy roślin jest łubin wąskolistny (Lupinus angustifolius L.). Prace obejmują generowanie markerów molekularnych, genetyczne i fizyczne mapowanie genomu łubinu wąskolistnego, a także identyfikację oraz analizę struktury i funkcji genów związanych z ekspresją ważnych cech użytkowych. Badane są geny uczestniczące w procesie indukcji kwitnienia oraz w specyficznym dla grupy roślin strączkowych procesie symbiotycznego wiązania azotu atmosferycznego, geny związane z syntezą enzymów szlaku fenylopropanoidów i kwasów tłuszczowych oraz z odpornością łubinu wąskolistnego na grzyby patogeniczne. Przedmiotem badań zespołu jest także zmienność genetyczna łubinu białego (L. albus L.). Mapowanie cytogenetyczne genomu różnych gatunków łubinów ma na celu utworzenie zintegrowanej mapy genomu łubinu wąskolistnego, a także określenie ewolucyjnych przemian chromosomowych w obrębie rodzaju Lupinus. Ponadto prowadzone są porównawcze analizy genomu Lupinus sp. z dostępnymi w bazach danych sekwencjami genomów innych roślin z rodziny Fabaceae (Medicago truncatula, Lotus japonicus, Glycine max, Cajanus cajan, Phaseolus vulgaris) oraz identyfikacja regionów syntenicznych.

 

Profil badawczy

  • analiza struktury i organizacji regionów genomu łubinu wąskolistnego zawierających geny związane z ważnymi cechami użytkowymi,
  • filogenetyka molekularna wybranych przedstawicieli z rodzaju Lupinus, ocena syntenii w obrębie rodzaju oraz pomiędzy łubinami a innymi gatunkami roślin strączkowych,
  • cytogenetyczny wgląd w strukturę genomu łubinu wąskolistnego, żółtego i białego,
  • analiza zmienności genetycznej łubinu białego,
  • generowanie markerów molekularnych sprzężonych z cechami o znaczeniu rolniczym oraz ocena przydatności tych markerów do selekcji pożądanych genotypów w pracach hodowlanych.

Metody

  • selekcja klonów BAC z biblioteki genomu jądrowego L. angustifolius metodą hybrydyzacji sond specyficznych dla wybranych genów z makromacierzami biblioteki,
  • restrykcyjny ?fingerprinting? insertów klonów BAC i składanie kontigów,
  • adnotacja funkcjonalna sekwencji klonów BAC z wykorzystaniem dostępnych danych sekwencyjnych łubinu i innych modelowych roślin strączkowych ? poszukiwanie genów,
  • generowanie sekwencyjnie zdefiniowanych markerów molekularnych na podstawie sekwencji klonów BAC łubinu wąskolistnego oraz sekwencji gatunków spokrewnionych dostępnych w bazach danych,
  • wprowadzanie markerów molekularnych na mapę genetyczną - mapowanie genetyczne z wykorzystaniem programów komputerowych,
  • mapowanie cytogenetyczne klonów BAC w chromosomach metafazowych przy użyciu techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (BAC-FISH),
  • genotypowanie przez sekwencjonowanie (GBS).

 

Obecnie prowadzone prace badawcze

  • Porównawcze mapowanie metodą FISH z użyciem jako sond markerów specyficznych chromosomowo (klonów BAC), pochodzących z biblioteki genomowego DNA wykonanej dla gatunku referencyjnego (L. angustifolius). Badanie ewolucji genomu łubinów na poziomie chromosomowym.
  • Poznanie sekwencji wybranych genów i ich lokalizacja genetyczna i fizyczna w  genomie jądrowym łubinu wąskolistnego (Lupinus angustifolius L.). Zestaw obejmuje: 7 genów kodujących enzymy związane z procesem wiązania azotu i rozwojem brodawki korzeniowej u L. angustifolius, 4 geny kodujące podjednostki karboksylazy acetylo-koenzymu A, kluczowego enzymu syntezy kwasów tłuszczowych w roślinach, 3 geny kodujące enzymy szlaku syntezy fenylopropanoidów, 8 genów związanych z odpornością na patogeny wyodrębnionych we wcześniejszych pracach.
  • 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.

Wybrane publikacje

  • Wyrwa K., Książkiewicz M., Szczepaniak A., Susek K., Podkowiński J., Naganowska B. (2016). Integration of Lupinus angustifolius L. (narrow-leafed lupin) genome maps and comparative mapping within legumes. Chromosome Research 1-24. DOI: 10.1007/s10577-016-9526-8
  • Książkiewicz M., Rychel S., Nelson M.N., Wyrwa K., Naganowska B., Wolko B. (2016). Expansion of the phosphatidylethanolamine binding protein family in legumes: a case study of Lupinus angustifolius L. FLOWERING LOCUS T homologs, LanFTc1 and LanFTc2. BMC Genomics 17:820. DOI: 10.1186/s12864-016-3150-z
  • Susek K., Bielski W.K., Hasterok R., Naganowska B., Wolko B. (2016). A First Glimpse of Wild Lupin Karyotype Variation As Revealed by Comparative Cytogenetic Mapping. Frontiers in Plant Science doi: 10.3389/fpls.2016.01152
  • Nelson M.N., Książkiewicz M., Rychel S., Besharat N., Taylor C., Wyrwa K., Jost R., Erskine W., Cowling W., Berger J.D., Batley J., Weller J., Naganowska B., Wolko B. (2016). 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 DOI:10.1111/nph.14094


Projekty badawcze

  • Nr projektu: 2016/M/NZ2/00422
    Tytuł projektu: Mechanizmy leżące u podstaw genomów roślinnych, dywersyfikacji i specjacji
    Kierownik projektu: K. Susek
    Typ: HARMONIA
    Okres realizacji: 13 maja 2016 - 12 maja 2019

  • Nr projektu: 2015/17/D/NZ9/02112
    Tytuł projektu: Profilowanie transkryptomu łubinu wąskolistnego podczas interakcji roślina - patogen: poznanie molekularnych i genetycznych podstaw odporności na grzyby patogeniczne: Collecotrichum lupini i Diaporthe toxica
    Kierownik projektu: M. Książkieiwicz
    Typ: SONATA
    Okres realizacji: 3 marca 2016 - 2 marca 2019
  • Nr projektu: 2014/2015/N/NZ9/03919
    Tytuł projektu: Wpływ wzajemnych powiązań szlaków fotoperiodycznego i wernalizacyjnego na regulację terminu kwitnienia u łubinu wąskolistnego (Lupinus angustifolius L.)
    Kierownik i wykonawca projektu: S. Rychel
    Typ: PRELUDIUM
    Okres realizacji:  5 sierpnia 2015 - 4 sierpnia 2017
  • Nr projektu: PBS3/A8/28/2015
    Tytuł projektu: SEGENMAS Sekwencjonowanie nowej generacji i mapowanie asocjacyjne jako metody generowania markerów molekularnych cech użytkowych łubinu wąskolistnego
    Kierownik projektu: B. Wolko
    Okres realizacji: 1 marca 2015 - 28 lutego 2018
    www.segenmas.pl

  • 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
    Typ: MRiRW Postęp biologiczny
    Okres realizacji: 1 stycznia 2014 - 31 grudnia 2020
  • Tytuł projektu: LEGATO Legumes for the agriculture of tomorrow
    Koordynator projektu: R. Thompson, INRA, Francja
    Kierownik projektu w IGR PAN: B. Wolko
    Okres realizacji: 1 stycznia 2014 - 31 grudnia 2017