UMO-2014/13/B/NZ9/02381 w ramach konkursu "OPUS 7"

Tytuł projektu:	Identyfikacja i analiza funkcjonalna genów GSK3 jęczmienia – kluczowych komponentów szlaku sygnałowego brassinosteroidów oraz tolerancji na stres suszy.
Kierownik projektu:	prof. dr hab. Wacław Marian Orczyk
Numer umowy:	UMO-2014/13/B/NZ9/02381 w ramach konkursu "OPUS 7"
Termin rozpoczęcia:	2015-01-28
Termin zakończenia:	2018-01-27

Brassinosteroidy (BR) są hormonami roślinnymi regulującymi procesy rozwojowe oraz tolerancję na czynniki biotyczne i abiotyczne. Procesy, których regulacja jest zależna od BR to m.in.: fotomorfogeneza, rozwój pyłku i woreczka zalążkowego, rozwój kwiatostanu, wielkość, kształt i liczba nasion, architektura części nadziemnej i systemu korzeniowego, procesy warunkujące tolerancję na stresy środowiskowe, homeostazę oksydacyjną oraz fotosyntezę. Ważnym elementem sygnalingu BR są białka z rodziny GSK3. Są to kinazy czynników transkrypcyjnych BZR1/BES1 szlaku transdukcji sygnałów BR. U Arabidopsis białka te kodowane są przez rodzinę 10 genów. Identyfikacja ortologów genów GSK3 u jęczmienia i poznanie ich funkcji biologicznej pozwoli poszerzyć wiedzę o czynnikach genetycznych warunkujących wiele ważnych cech użytkowych tego gatunku w tym tolerancję na stresy środowiskowe.

Cele projektu:

Identyfikacja w jęczmieniu genów GSK3 wykorzystując bioinformatyczne metody analizy całogenomowej.
Eksperymentalne potwierdzenie obecności tych homologów, poznanie profili ich ekspresji oraz przyporządkowanie zidentyfikowanych HvGSK do znanych kladów AtGSK.
Poznanie biologicznej funkcji HvGSK poprzez uzyskanie roślin z posttranskrypcyjnym wyciszeniem ekspresji oraz charakterystykę fenotypową, biochemiczną i fizjologiczną.
Analiza naturalnej zmienności HvGSK w kolekcji genotypów jęczmienia pochodzących z różnych warunków klimatycznych i różniących się tolerancją na stres suszy.
W 2015 roku wykonano całogenomową analizę genomu jęczmienia i zidentyfikowano ponad 12 potencjalnych ortologów GSK3 w tym gatunku. Ortologi te reprezentowały wszystkie 4 klady z rodziny AtGSK u Arabidopsis. Do dalszych eksperymentów wybrano 4 ortologi jęczmienia każdy reprezentujący jeden z 4 kladów. Skonstruowano 6 plazmidów na bazie wektorów pBract z kasetą wyciszającą każdy z genów. Wykonano serię eksperymentów transformacji jęczmienia odmiany Golden Promise. Uzyskano 82 linie roślin transgenicznych (T0), u których potwierdzono obecność kasety wyciszającej. Otrzymano pokolenie T1 części linii i rozpoczęto identyfikację homozygot dominujących> do tego celu opracowano metodę qPCR z użyciem gDNA, jako matrycy. Rośliny te będą materiałem do dalszych badań.