Instytut Genetyki Roślin
Polskiej Akademii Nauk

Osiągnięcia w roku 2022

WAŻNIEJSZE OSIĄGNIĘCIA
Instytutu Genetyki Roślin PAN w 2022 r.
 
 
Zakład Regulacji Ekspresji Genów 
Wykazano, że białko StBBX20 jest zaangażowane w regulację odpowiedzi roślin S. tuberosum na zasolenie. Linie S. tuberosum z wyłączoną ekspresją genu StBBX20, w przeciwieństwie do roślin z nadekspresją StBBX20, wykazywały podatność na wysokie zasolenie z niższą wydajnością systemu antyoksydacyjnego i silnie obniżoną ekspresją genów kodujących transportery Na+ pośredniczące w tolerancji na sól.
 
 
Zakład Fizjologii Roślin
Wykazano, że profile akumulacji wybranych metabolitów pierwotnych i lipidów w węzłach krzewienia mogą być wskaźnikiem poziomu tolerancji suszy i potencjału regeneracyjnego po ustąpieniu tego stresu u Festuca arundinacea i mieszańców Lolium multiflorum/F. arundinacea. Trawy tolerujące suszę akumulują w węzłach metabolity pierwotne, a zwłaszcza węglowodany, które pełnią funkcję osmoprotektantów. Z kolei trawy o niskiej tolerancji i stosunkowo wysokim stopniu uszkodzenia struktury błon komórkowych w warunkach stresu akumulują w węzłach fosfolipidy, które są wykorzystywane do naprawy błon w trakcie regeneracji.

Perlikowski D., Skirycz A., Marczak Ł., Lechowicz K., Augustyniak A., Michaelis Ä., 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

 

Zakład Biometrii i Bioinformatyki
W oparciu o analizę danych transkryptomicznych i epigenomicznych przewidziano funkcje bakteryjnego efektora XopD. Analizowano jedynie materiał genetyczny zainfekowanych komórek Arabidopsis thaliana, pozyskany z użyciem pionierskiej metody izolacji eINTACT. Wyniki analiz pozwoliły współautorom wykazać rolę XopD w manipulacji gospodarką wodną rośliny poprzez oddziaływanie na gen OSCA1.1 (kanał odpowiedzialny za zamykanie aparatów szparkowych).

You Y., Koczyk G., Nuc M., Morbitzer R., Holmes D.R., von Roepenack-Lahaye E., Hou S., Giudicatti A., Gris C., Manavella P.A., Noël L.D., Krajewski P., Lahaye T. The eINTACT system dissects bacterial exploitation of plant osmosignalling to enhance virulence. Nat Plants. 2022; 10.1038/s41477-022-01302-y

 

Zakład Fenomiki Zbóż
W ujęciu globalnym stwierdzono, że regulacja transkryptomu i proteomu oraz zmiany fenotypowe w liściu flagowym jęczmienia jarego pod wpływem suszy i wysokiej temperatury występujące jednocześnie są bardziej zbliżone do zmian indukowanych suszą niż wysoką temperaturą. Wytypowano geny i odpowiadające im białka, których kierunek regulacji był taki sam w danych warunkach stresu abiotycznego; mogą one stanowić wartościowy zbiór genów w opracowaniu odmian o zwiększonej tolerancji na stresy środowiskowe.

NCN SONATA 12 nr 2016/23/D/NZ9/00043; Mikołajczak K., Kuczyńska A., Krajewski P., Kempa M., Nuc M. (2023). Transcriptome profiling disclosed the effect of single and combined drought and heat stress on reprogramming of genes expression in barley flag leaf. Front. Plant Sci. doi: 10.3389/fpls.2022.1096685

 

Zakład Biotechnologii Roślin
W badaniach projektu PRELUDIUM 15 „Wpływ zmian w profilu ekspresji genów kodujących białka CesA, PAL i WAK podczas stresu chłodu na skład i strukturę ściany komórkowej Miscanthus sinensis” wykazano, że stopień tolerancji genotypów miskanta na niskie temperatury jest związany głównie z odmiennym składem ilościowym i strukturą ściany komórkowej. Znaczenie ma też strategia rozwojowa danych genotypów, polegająca odpowiednio bądź na odroście pędów po ustaniu stresu, bądź na adaptacji do chłodu.
 
 
Zakład Genetyki Patogenów i Odporności Roślin
W zespole międzynarodowym (Polska, Czechy, Niemcy, Szwecja) określono aktualnie występujące patotypy 84 izolatów pierwotniaka Plasmodiophora brassicae, chorobotwórcze-go względem rzepaku, w tym 35 izolatów z Polski i Czech, dla których wszystkie oznaczenia wykonano w IGR PAN z wykorzystaniem systemów ECD i Somė+. Wyniki badań wskazują na kierunki, które należy podjąć w hodowli odpornościowej rzepaku na kiłę kapusty w Europie. Pracownik naukowy z IGR jest autorem korespondencyjnym publikacji.

Zamani-Noor N., Wallenhammar A-Ch., Kaczmarek J., Patar U.R., Zouhar M., Manasova M., Jędryczka M. (2022) Pathotype Characterization of Plasmodiophora brassicae, the Cause of Clubroot in Central Europe and Sweden (2016–2020). Pathogens 11(12): 1440, 10.3390/pathogens11121440

 

Zakład Interakcji Roślina-Patogen
Wykazano hamujący wpływ ekstraktu z melisy uzyskanego z wykorzystaniem nadkrytycznego CO2 na wzrost i biosyntezę mykotoksyn przez dwa gatunki patogenicznych grzybów: Fusarium proliferatum i F. culmorum w doświadczeniach in vitro. Wyniki zostały opublikowane w pracy (Uwineza i in. 2022). Identyfikacja związków bioaktywnych obecnych w ekstrakcie będzie kontynuowana w 2023.
 
 
Zakład Mikrobiomiki Roślin
Celem była analiza metabolomu 10 odmian pszenicy zwyczajnej inokulowanych 4 gatunkami grzybów endofitycznych (F. proliferatum, P. olsonii, P. expansum, T. hamatum). Wykryto istotne zmiany w metabolomie roślin traktowanych endofitami lub ich mieszaniną uwarunkowane odmianą i gatunkiem grzyba. Największe zmiany w roślinach wszystkich odmian odnotowano po traktowaniu P. expansum i T. hamatum. Wyniki te są istotne w aspekcie poznania roli grzybów związanych z endosferą polskich odmian pszenicy.

(Projekt NCN OPUS 2017/27/B/NZ9/01591).

 

Zakład Genomiki Roślin Strączkowych
INCREASE. Eksperyment obejmuje uprawę i ocenę cech fenotypowych fasoli zwyczajnej (ponad 1000 odmian). Umożliwia to wkład obywateli w opracowanie i testowanie innowacyjnych, zdecentralizowanych rozwiązań - utrzymywania, udostępniania i waloryzacji zasobów genetycznych roślin strączkowych. W celu rozpowszechnienia inicjatywy Nauki Obywatelskiej prowadziliśmy ogólnokrajową akcję promocyjną, m.in. rozpowszechnianie materiałów informacyjnych, administrację profilu FB INCREASE Nauka Obywatelska – POLSKA, zorganizowanie spotkania dla uczestników (online). Przygotowaliśmy polską wersję materiałów informacyjnych i szkoleniowych zamieszczonych na stronie internetowej eksperymentu (https://www.pulsesincrease.eu/pl/experiment).
 
 
Zakład Struktury i Funkcji Genów
Zidentyfikowanie mutacji (insercji i delecji) w regionach regulatorowych czterech homologów genu FLOWERING LOCUS T występujących w genomie łubinu żółtego. Mapowanie loci cech ilościowych w populacji mapującej i kolekcji nasiennej tego gatunku wykazało asocjację delecji zlokalizowanej w regionie promotorowym genu LlutFTc1 ze zniesieniem wymagań wernalizacyjnych, zaś delecji w genach LlutFTa1a i LlutFTc2 z odpowiedzią na fotoperiod. Wyniki opublikowano w Horticulture Research (MEiN 200; IF2021 7,291). Projekt NCN OPUS 2021/41/B/NZ9/02226
 
 
Zakład Zintegrowanej Biologii Roślin
Wykazano kluczową rolę genu RPB1 w odporności roślin Arabidopsis thaliana na kiłę kapusty. Dodatkowo, poprzez edycję tego genu metodą CRISPR/Cas9, doprowadzono do utraty odporności u wytypowanych form odpornych.

Projekt NCN OPUS: Molekularna i funkcjonalna charakterystyka mechanizmów odporności roślin rzodkiewnika (Arabidopsis thaliana L.) na kiłę kapusty; 2021/41/B/NZ9/02405

 
Zakład Biologii Roślin i Nanotechnologii
Agrobacterium tumefaciens mutant library consisting of 228 unique mutants has been generated by random mutagenesis. A novel promoter driving a gene implicated in multiple stress response in plants has been isolated, cloned and characterized.
 
 
Zakład Nanotechnologii Roślin
  • Uncovering the phytochemical basis of plant extract mediated green synthesis of nanoparticles
  • Development of nano-biofertilizers based on marine algae for intensification of agriculture in Poland
  • Protein engineering using nanostructured solvents envisaging improved performance under environmental stresses and enhanced plant protection
  • Controlled release of metal ions from nanomaterials using neoteric solvents for sustainable agriculture
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Copyright Instytut Genetyki Roślin Polskiej Akademii Nauk