Aktīvie pētījumi

Parastās priedes (Pinus sylvestris L.) molekulārās rezistences mehānismu izpēte
Projekta vadītājs: Dainis Edgars Ruņģis
Sākuma datums: 1.2.2013
Beigu datums: 30.12.2016

Pētījuma finansētājs Latvijas Zinātnes padome.

Šī pētījuma mērķis ir izpētīt parastās priedes (Pinus sylvestris L.) molekulāri ģenētisko atbildi infekcijai ar diviem sēnīšu slimību izraisītājiem, kā arī inducētās rezistences procesus. Šo patogēno sēņu izpēte ir ļoti svarīga meža nozarē Heterobasidion annosum izraisa priedes sakņu trupi un Lophodermium seditiosum izraisa skujbiri jaunos priežu kokos. Sakņu trupi priedēs ir grūti atklāt vizuāli, tā kavē koku augšanu un var izraisīt koka bojāeju (Šķipars & Ruņģis, 2011). Skujbire galvenokārt skar jaunus priežu kokus (vecumā līdz 10 gadiem), un tā ir liela problēma kokaudzētavās (Jansons et al., 2008). Pierādīts, ka rezistencei pret abiem šo sēnīšu slimību izraisītājiem ir ģenētiska bāze, tāpēc pētījumā iegūtos rezultātus iespējams iekļaut priežu selekcijas programmās kā rezistences kritērijus (Jansons et al., 2008; Korshikov & Demkovich, 2008).

Projektā tiks izpētīti dažādi parastās priedes rezistences aspekti, kombinējot gēnu ekspresijas eksperimentus ar epiģenētiskiem efektu, kuri regulē un modulē aizsardzības atbildes, pētījumiem. MicroRNS (miRNS) molekulas piedalās gēnu ekspresijas regulēšanā, piesaistoties pie mērķa matrices RNS (mRNS) molekulas tādējādi inhibējot translāciju vai pilnībā to degradējot. Līdz šim visos pētītajos genomos ir atrasti arī retrotranspozoni. Tie ir DNS elementi, kas var pārvietoties no viena lokusa uz citu caur RNS. Skuju kokos, kuru genoms ir salīdzinoši liels, 7075% no tā veido atkārtojošās sekvences, ieskaitot arī retrotranspozonus (Kole, 2007). Šo elementu funkcija un adaptīvā nozīme nav pilnībā noskaidrota, tomēr ir zināms, ka šie elementi augos tiek aktivizēti stresa apstākļos (Wessler, 1996). Retrotranspozoni un miRNS ir iesaistīti epiģenētiskajos procesos, un projekta gaitā iegūtās zināšanas dos iespēju tās izmantot priežu selekcijā, lai atlasītos kokos palielinātu to adaptīvās spējas un fenotipisko plasticitāti.

Inducētā rezistence ir process augos, kurā veidojas rezistences atbilde pret patogēnu vai citiem izraisītājiem, kas pēc tam turpmāk aizsargā augu no infekcijām. Šis process Pinus sylvestris līdz šim nav pētīts, un inducētās rezistences spēja un tās noturīgums var būt noderīgs atjaunojamās mežaudzēs.

Aprakstītie procesi nav pētīti parastajā priedē (Pinus sylvestris L.). Citām skuju koku sugām izstrādāto metodiku adaptācija dos iespēju salīdzināt šos procesus, kā arī atklāt unikālos aspektus parastajā priedē.

Pētījuma sagaidāmie rezultāti:

  • noteiktas gēnu ekspresijas izmaiņas priedē pēc inokulācijas ar Heterobasidion annosum un Lophodermium seditiosum;
  • izpētīta miRNS loma gēnu ekspresijas regulācijā;
  • izpētīta retrotranspozonu loma aizsardzības atbildē;
  • inducētās rezistences un tās noturīguma izpēte.
Pētījums par parastās priedes molekulāri ģenētiskām atbildēm sēnīšu infekcijai ne tikai palielinās pamatzināšanas par šiem procesiem un to regulāciju, bet arī dos iespēju izmantot šos rezultātus priežu selekcijas programmās.

Pētījuma 1. posmā izpildāmie uzdevumi:

  1. Pieaugušu koku inokulācija ar heterobasidion annosum tīrkultūrām un paraugu ievākšana noteiktos laika posmos pirms un pēc inokulēšanas.
  2. Inducētās rezistences izraisīšana 1-3 gadus jaunos stādos, izmantojot elicitorus.
  3. Veikt miRNS paraugu sekvenēšanu, izmantojot Iron Torrent PGM (eksperiments tiks veikts pēc vienošanās ar Norvēģijas Meža un ainavu institūtu).
  4. Reālā laika PCR gēnu ekspresijas pētījumi inokulētiem un inducētiem paraugiem, izmantojot kandidātgēnu praimerus.

Izpildītāji:

Copyright © 2008 LVMI Silava. All rights reserved.