Streszczenie:

Nukleazy z motywem palca cynkowego (ZFN) umożliwiają precyzyjne zmiany mutacyjne w genomie i są uważane za jedną z przyszłościowych, nowych technik hodowlanych. Technika ZFN to jedna z metod indukowanej mutagenezy (obok TALEN i Meganukleaz) wykorzystująca miejscowo-specyficzne nukleazy do wprowadzania zmian w DNA roślin.
Badania podstawowe prowadzone dzięki użyciu ZFN przyczynią się do uzyskania informacji o zależności sekwencji DNA i jej biologicznej funkcji. Porastanie przedżniwne jest procesem związanym z przerwaniem spoczynku nasion m.in. zbóż, niekorzystnym z punktu widzenia hodowli. Molekularne podłoże porastania zbóż jest niewystarczająco poznane, pomimo wielu badań. Uzyskanie odmian odpornych na porastanie jest trudne ze względu na wielostopniowe mechanizmy warunkujące ten proces na poziomie genetycznym oraz silną zależność fenotypu od środowiska. Analiza funkcjonalna i wytypowanie istotnych genów odpowiedzialnych za porastanie zwiększa możliwość uzyskania nowych odpornych odmian.Celem pracy jest wykorzystanie miejscowo-specyficznych nukleaz (ZFN) do indukowania kierunkowych mutacji genomu pszenżyta dla uzyskania roślin o wyższej tolerancji na porastanie. Temat obejmuje optymalizację metody indukowania miejscowo-specyficznych mutacji w genomie roślinnym na przykładzie rośliny modelowej. Wynikiem prac etapu I będzie opracowanie i optymalizacja metod nietransgenicznych, kierunkowych modyfikacji genomu roślin, poprzez: wytypowanie loci odpowiedzialnych za przerwanie spoczynku nasion. Zaprojektowane będą konstrukty ZFN do wprowadzenia zmian w wybranych loci genów. Analiza funkcjonalna wybranych loci pozwoli określić korelację między ekspresją i spoczynkiem nasion. Wynikiem prac etapu drugiego będzie identyfikacja sekwencji pszenżyta wykazujących silną zależność między ekspresją a stanem spoczynku nasion. ZFN lub TALEN będą wykorzystane do wprowadzenia kierunkowych zmian do wybranych genów odpowiedzialnych za przerwanie spoczynku nasion, czyli istotnych z punktu widzenia prowadzonych programów hodowlanych.

Cel:

Celem zaplanowanych prac jest wykorzystanie technik indukowania kierunkowych mutacji w genomie pszenżyta przy użyciu miejscowo-specyficznych nukleaz, dla uzyskania roślin o wyższej tolerancji na porastanie.

2017

• Michalski K., Sowa S., Linkiewicz A.M. Gene editing of the Dormancy - Specific Loci in Arabidopsis: TALEN Design, Assembly and in Vitro Evaluation. Plant Genome Editing & Genome Engineering (July 3-4, 2017, Vienna, Austria)
• Linkiewicz A., Michalski K., Sowa S. TALEN design and assembly for gene editing of the seed dormancy – specific loci in Triticale. 8th International Triticeae Symposium (8ITS), June 12-16, 2017 Wernigerode, Germany.

2016

• Linkiewicz A., Michalski K., Sowa S., 2016. Gene editing of the dormancy - specific loci in Arabidopsis by TALEN induced mutagenesis

2015

• A. Linkiewicz, K. Grelewska-Nowotko, S. Sowa "TALEN design for transgene site-specific editing in Arabidopsis"

Załączniki: