UMO-2019/03/X/NZ9/01007 w ramach konkursu „MINIATURA 3”
| Tytuł projektu: | Molekularna charakterystyka struktury genetycznej lokalnej populacji wirusa Y ziemniaka (PVY) za pomocą sekwencjonowania następnej generacji (NGS). |
| Kierownik projektu: | dr Agata Monika Kaczmarek |
| Numer umowy: | UMO-2019/03/X/NZ9/01007 w ramach konkursu „MINIATURA 3” |
| Termin rozpoczęcia: | 2019-12-19 |
| Termin zakończenia: | 2020-12-18 |
Obecnie ziemniak jest uprawiany w ponad 100 krajach na całym świecie i stanowi czwartą co do wielkości uprawę. Całkowita masa zebranych upraw ziemniaka na świecie wyniosła w 2019 roku 370.4 milionów ton, z czego 6.5 milionów stanowiły ziemniaki pochodzenia Polskiego, plasując Polskę na czwartym miejscu w rankingu producentów ziemniaka w Unii Europejskiej. W przypadku jakości i plonowania ziemniaków największym problemem są wirusy, a w szczególności wirus Y ziemniaka (PVY). Występowanie PVY w bulwach powoduje zniekształcenie bulw czy nekrotyzację miąższu, co w efekcie prowadzi do obniżenia wartości handlowej i konsumpcyjnej. Wirus Y ziemniaka stanowi również problem w produkcji zdrowego materiału sadzeniakowego ziemniaka. PVY stanowi również zagrożenie dla innych roślin uprawnych jak pomidor, tytoń czy papryka. PVY nie jest jednorodny genetycznie i można wyróżnić trzy główne szczepy: PVYO, PVYN, PVYC, oraz cały szereg szczepów będących rekombinantami pomiędzy nimi. Od kilku dekad struktura genetyczna światowej i polskiej populacji PVY dynamicznie się zmienia, przez co na plantacjach nasiennych pojawiają się nowe szczepy tego wirusa. Dominujące wcześniej szczepy PVYO i PVYN zostały niemal wyparte przez nowe – PVYN-Wi i PVYNTN, które powstały na skutek rekombinacji między genomami starych szczepów. Poza znanymi dotąd miejscami rekombinacji wymiana nici RNA może zajść również w innych miejscach genomu PVY, co istotnie zwiększa zróżnicowanie genetyczne potomnych populacji wirusa. W związku z czym samo wykrycie PVY jest niewystarczające, należy również określić jego tożsamość szczepową. Metody, które są powszechnie stosowane do różnicowania PVY, nie wykrywają najnowszych rekombinantów, przez co powstaje zapotrzebowanie na dokładniejszą molekularną analizę za pomocą sekwencjonowania następnej (nowej) generacji (ang. next generation sequencing NGS). Jest to technologia sekwencjonowania, która w ostatnich dwóch dekadach dokonała przełomu w badaniach genetycznych. NGS pozwala na wykrywanie znanych i nowych wirusów w jednej badanej próbie, jak również wykrycie i identyfikację szczepów w obrębie tego samego gatunku wirusa. Dzięki temu technika ta jest szczególnie przydatna do badań nad populacjami PVY. Projekt miał na celu zoptymalizowanie technologii NGS do wykrywania różnych modyfikacji szczepowych w PVY, pilotażowy monitoring szczepów PVY oraz zbadanie możliwości wystąpienia nieznanych lub nowych szczepów wirusa. Prace przeprowadzone w ramach projektu pozwoliły na zrealizowanie założonego celu. Na podstawie otrzymanych wyników określono strukturę genetyczną lokalnej populacji PVY, zoptymalizowano technikę NGS do badań nad PVY. W efekcie został przygotowany protokół metodyki, którą można będzie wykorzystać w przyszłych badaniach.