WAŻNIEJSZE OSIĄGNIĘCIA

Instytutu Genetyki Roślin PAN w 2025 r.

Zakład Regulacji Ekspresji Genów

Wykorzystując technikę ChIP-seq i globalną analizę transkryptomu roślin Solanum tuberosum odm. Desirée z nadekpresją oraz wyciszoną ekspresją genu StBBX20, zidentyfikowano geny docelowe dla białka StBBX20 (wcześniejsza nazwa StBBX24) specyficzne dla cyklu światło-ciemność i zaangażowane w proces kwitnienia i rozwoju kwiatów oraz indukcję tuberyzacji
u uprawnego gatunku ziemniaka, takie jak CONSTANS interacting protein 2a, StHY5, StRAPTOR1B, StSPL, StMADS47, StMADS153, StSOC1 i StSUP, StBEL5, StPOTH1, StGA2ox1 i StSP6A.

Grądzka, K; Biegańska, M; Koczyk, G; Młodzińska, A; Pawłowicz, I; Kiełbowicz-Matuk, A (2025) CHIP-seq and transcriptomics reveal a new role of circadian-regulated StBBX24 protein in potato reproduction. BMC Plant Biology 25: 1702.

Zakład Fizjologii Roślin

Poznano sekwencję genomową oraz opracowano adnotację genomu allotetraploidalnego gatunku Festuca galucescens z wykorzystaniem sekwencjonowania nowej generacji (PacBio
i Illumina) i analizy RNAseq. Ponadto, przeprowadzono analizę sekwencji powtarzalnych obecnych w genomie. Jest to pierwszy poznany genom traw z rodzaju Festuca.

NCN; OPUS 20; Charakterystyka rodziny lipokalin oraz ich funkcja w stabilizowaniu aparatu fotosyntetycznego podczas stresu oksydacyjnego u Festuca glaucescens.

Pawłowicz, I; Kopeć, P; Kosmala, A (2025) The draft genome assembly and annotation of allotetraploid Festuca glaucescens. BMC Plant Biology 25: 1590.

.Zakład Biometrii i Bioinformatyki

Opracowano metodykę identyfikacji genów biosyntezy wtórnych metabolitów poprzez umiejscawianie filogenetyczne, zwalidowaną jako otwarte narzędzie do identyfikacji genów syntez poliketydowych (HR-PKS) związanych z biosyntezą benzenediolowych laktonów (BDL) w grzybach. Narzędzie umożliwia niskokosztową klasyfikację filogenetyczną niepełnych sekwencji (amplikony lub odczyty) dla potrzeb przesiewowej analizy danych sekwencyjnych pod kątem zróżnicowanych rodzin genów.

NCN; OPUS25; RICHFUN - wzbogacanie i dekodowanie grzybowych klastrów biosyntetycznych w niskoobfitych mykobiomach związanych z roślinami.

Kawaliło, M; Lalak-Kańczugowska, J; Dutkiewicz, Z; Urbaniak, M; Popiel, D; Czyż, K; Koczyk, G (2025) Rational deployment of molecular markers for the benzenediol lactones and related compounds biosynthesis in filamentous fungi. PeerJ 13: e20472.

Zakład Fenomiki Zbóż

Po raz pierwszy scharakteryzowano ekspresję genów biosyntezy melatoniny w korzeniach jęczmienia w warunkach suszy, wskazując na kluczową rolę genów TDC1 i TDC3. Wykazano, że indukcja aktywności TDC w odpowiedzi na suszę oraz aplikację melatoniny zachodzi wyłącznie u genotypów o prawidłowej sygnalizacji brassinosteroidowej, której zaburzenie ogranicza biosyntezę melatoniny i potwierdza, że współdziałanie melatoniny i brassinosteroidów jest niezbędne do pełnej odpowiedzi rośliny na deficyt wody.

NCN; OPUS 18; Melatonina jako nadrzędny czynnik w kształtowaniu architektury korzenia
i adaptacji do suszy przez regulację współdziałania fitohormonów u jęczmienia (Hordeum vulgare L.).

Zakład Biotechnologii Roślin

Kompleksowo scharakteryzowano odpowiedź wybranych gatunków i genotypów miskanta na stresy abiotyczne: (i) stres chłodu oraz (ii) zanieczyszczenie gleby arsenem. Uzyskane wyniki umożliwiły identyfikację zróżnicowanych mechanizmów tolerancji stresów u traw energetycznych z rodzaju Miscanthus oraz wskazały na ich potencjał adaptacyjny i użytkowy.

Sobańska, K; Głowacka, K; Krajewski, P; Wojtkowiak, E; Nuc, M; Basińska-Barczak, A; Czyż KB; Waligórski, P; Kruszka, D; Gabała, E; Grzywaczyk, A; Zborowska, M; Drożdżyńska, A; Mokrzycka, M; Koczyk, G; Cerazy-Waliszewska, J; Milewska-Hendel, A; Betekhtin, A; Pniewski T (2025) From Stress to Recovery: Divergent Chilling Responses in Contrasting Miscanthus sinensis Genotypes. GCB Bioenergy 17: e70087.

Cerazy-Waliszewska, J; Wojciechowska, Z; Bialas, W; Mleczek, M; Niedzielski, P; Proch, J; Pniewski, T (2025) Effect of arsenic speciation on growth, physiology, and bioethanol yield in two Miscanthus x giganteus genotypes. Journal of Environmental Management 394: 127343.

Zakład Genetyki Patogenów i Odporności Roślin

Udowodniono, że substytucja G476S w genie CYP51 prowadzi do zmniejszonej wrażliwości Plenodomus biglobosus na fungicydy z grupy triazoli. U 8% izolatów stwierdzono także duplikacje w sekwencji promotorowej genu CYP51, nie stwierdzono zaś zmian polegających na przeniesieniu transpozonów do promotora CYP51, co jest mechanizmem utraty wrażliwości na triazole u pokrewnego gatunku P. lingam. Niniejszym wykazano, że oba gatunki wykształciły różne mechanizmy pozwalające im na zasiedlanie roślin rzepaku traktowanych fungicydami z grupy triazoli.

King, KM; González-Rodriguez, LM; Kaczmarek, J; Jedryczka, M; West, JS (2025) Decreased DMI sensitivity of Plenodomus biglobosus (phoma of oilseed rape) associated with CYP51 substitution G476S. Pest Management Science. DOI: 10.1002/ps.8926

Zakład Interakcji Roślina - Patogen

Wykazano, że ekstrakt z liści morwy skutecznie hamuje wzrost oraz produkcję fumonizyn,
a także hamuje ekspresję genów FUM u Fusarium proliferatum.

Zakład Mikrobiomiki Roślin

Po raz pierwszy dokonano opisu różnorodności grzybów endofitycznych związanych z rośliną leczniczą Calicotome spinosa i wykazano, że może ona stanowić rezerwuar dla różnorodnych i potencjalnie odpornych na stres symbiontów grzybowych znanych ze swojej plastyczności ekologicznej i wszechstronności funkcjonalnej, których obecność w tkankach rośliny grzybów może przyczyniać się do wzmocnienia jej kondycji i funkcjonowania w środowisku śródziemnomorskim.

Zareb, A; Banachewicz, P; Havrysh, P; Błaszczyk, L; Hammad, T; Meftah, C; Salamon, S (2025) Endophytic fungal communities of Calicotome spinosa—an important medicinal plant of Tizi-Ouzou (Algeria). Journal of Applied Genetics 66: 763-769.

Zakład Genomiki Roślin Strączkowych

Uzyskano porównawczy obraz uwarunkowań genetycznych i regulacyjnych niskiej zawartości alkaloidów w łubinie wąskolistnym, zestawiając dwa odmienne tła genetyczne (iucundus oraz linie z Briańska). Wskazano geny kandydackie dla nierozpoznanych etapów biosyntezy oraz zmiany ekspresji związane z regulacją niezależną od iucundus. Zidentyfikowano motyw wiązania czynnika transkrypcyjnego RAP2-7 oraz powiązano substytucję R196S z osłabionym wiązaniem DNA i niskim poziomem alkaloidów. 

MRiRW; MR-19; Alkaloidy u łubinu wąskolistnego: zrozumienie molekularnych podstaw procesu biosyntezy i akumulacji w nasionach oraz poszukiwanie form o wysokiej zawartości alkaloidów w zielonych częściach rośliny przy zachowaniu ich niskiej zawartości w nasionach

Publikacja złożona:

Czepiel, K; Burdzińska, A; Susek, K; Kiełbowicz- Matuk, A; Koczyk, G; Kroc, M Multi-omics insights into quinolizidine alkaloid biosynthetic architecture in narrow-leafed lupin genotypes with contrasting alkaloid regulation. BioRxiv, DOI: 10.64898/2026.01.08.698079.

Zakład Struktury i Funkcji Genów

W puli 173 genotypów łubinu hiszpańskiego (Lupinus hispanicus) metodą genomowego mapowania asocjacyjnego zidentyfikowano istotną asocjację z terminem kwitnienia
i odpowiedzią na wernalizację szeregu markerów DArT-seq, zlokalizowanych w regionach genomu zawierających geny ze szlaków regulujących kwitnienie. Na podstawie tych wyników wybrano komponenty rodzicielskie do utworzenia populacji mapujących, które będą analizowane w ramach projektu NCN 2024/53/B/NZ9/02200, rozpoczętego w 2025 r.

Bielski, W; Surma, A; Belter, J; Kozak, B; Ksiazkiewicz, M; Rychel-Bielska, S (2025) Molecular dissection of the genetic architecture of phenology underlying Lupinus hispanicus early flowering and adaptation to winter- or spring sowing. Scientific Reports 15: 15324. DOI: 1038/s41598-025-00096-1.

Zakład Zintegrowanej Biologii Roślin

Opisanie przestrzennego i czasowego przebiegu indukcji genów z rodziny PEAR w trakcie infekcji przez Plasmodiophora brassicae, oraz efektu mutacji niniejszych genów dla rozwoju narośli u Arabidopsis thaliana.

Singh, D; Blicharz, S; Roszak, P; Helariutta, Y; Malinowski, R (2025) PHLOEM EARLY DOF genes are induced within clubroot galls as a consequence of cambial stimulation and vascular reprogramming during Plasmodiophora brassicae infection in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany 76: 45214537.

Zakład Biologii Roślin i Nanotechnologii

Our research achievement focused on elucidating the complex molecular interactions between Hypericum perforatum and Agrobacterium species. We performed a dual-omics comparison to reveal how Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes differentially modulate gene expression and metabolism in H. perforatum (BMC Genomics, 2025). This was complemented by a study detailing the specific proteomic remodeling and physiological adaptations induced by A. tumefaciens (Plant Stress, 2025). Additionally, we achieved transgenic validation of a novel H. perforatum promoter that is strongly and specifically inducible by A. tumefaciens, providing a new genetic tool for precise, pathogen-responsive gene regulation (Scientific Reports, 2025).

Selvakesavan’ RK; Nuc, M; Pradeep, M; Krajewski, P; Gregory, F (2025) Dual omics comparison: how Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes modulate gene expression and metabolism in Hypericum perforatum L. BMC Genomics 26 (1): 958.

Shakya, P; Selvakesavan, RK; Perlikowski, D; Antonydhason, V; Kiirika, L; Gregory, F (2025) Agrobacterium tumefaciens-induced proteomic remodelling and physiological adaptations in Hypericum perforatum L. Plant Stress 18: 100986.

Sinha, RK; Shakya, P; Selvakesavan, RK; Gregory, F (2025) Transgenic validation of a promoter strongly inducible by Agrobacterium tumefaciens. Scientific Reports 16: 485.

Zakład Nanotechnologii Roślin

Published circular valorization of Hypericum perforatum biomass into CuO-lignin and CuO-cellulose bionanocomposites for mitigating copper nanotoxicity in plants (NANOPLANT). Published the novel strategy for packaging of HPR against biotic stress using DNA and ionic liquid-based bioinspired solvent (SONATA 17).

Saxena, M; Muthukrishnan, L; Pradeep, M; Selvakesavan, RK; Franklin, G; Mondal, D (2025) Circular valorization of Hypericum perforatum biomass into CuO-lignin and CuO-cellulose bionanocomposites for mitigating copper nanotoxicity in plants. International Journal of Biological Macromolecules 321: 146474.

Dhiman, D; Sethi, A; Sinha, R; Biswas, S; Franklin, G; Mondal, D (2025) Bioinspired design of DNA in aqueous ionic liquid media for sustainable packaging of horseradish peroxidase under biotic stress. Chemical Communications 61 (8): 1613-1616.