popularyzatorski opis rezultatów projektu

Nr wniosku: 166605, nr raportu: 19609. Kierownik (z rap.): dr hab. Adriana Szmidt-Jaworska
Realizowany projekt badawczy ukierunkowany był na znalezienie i scharakteryzowanie elementów wapniowego szlaku
transdukcji, które biorą udział w reakcjach odpornościowych cebul Hippeastrum eksponowanych na wybrane abiotyczne
i biotyczne czynniki stresowe. Cel projektu składał się z dwóch części: (1) identyfikacji i charakterystyki kinaz zależnych
od wapnia (CDPK) oraz (2) identyfikacji i charakterystyki, przy użyciu systemu podwójnej hybrydy, białek
substratowych dla kinazy zależnej od wapnia, które pojawiają się w cebulach Hippeastrum w następstwie uszkodzenia
mechanicznego i ataku patogena.
W wyniku przeprowadzonych badań zidentyfikowano pełną sekwencję cDNA kodującą białko HpCDPK1 u
Hippeastrum. Analizy biochemiczne rekombinowanego białka HpCDPK1 udowodniły, że zidentyfikowane białko
HpCDPK1 jest funkcjonalną kinazą serynowo-treoninową zależną od jonów wapnia. Pomiary ilości transkryptu badanego
genu i dynamika obserwowanych zmian pozwoliły określić rolę HpCDPK1 podczas mechanicznego zranienia oraz
infekcji patogennym grzybem Phoma narcissi. Ilość mRNA HpCDPK1 zmieniała się podczas stresu zranienia i ataku
patogena oraz była skorelowana z syntezą czerwonej substancji o charakterze fitoaleksyny. Ponadto analizy RT-PCR
wykazały, że w genomie Hippeastrum mogą znajdować się dodatkowe izoformy białka CDPK, co pozwala w najbliższej
przyszłości na rozszerzenie badań nad elementami łańcucha transdukcji sygnału podczas reakcji stresowej i nabywania
tolerancji u roślin. W kolejnym etapie badań skonstruowano drożdżowe biblioteki cDNA w warunkach stresu zranienia,
ataku patogena i warunkach kontrolnych. W wyniku przeszukiwań przygotowanych bibliotek białkiem HpCDPK1
zidentyfikowano kilka potencjalnych białek substratowych lub oddziałujących z badaną kinazą w warunkach stresowych,
w tym białko rybosomalne 60S L37. Podczas prowadzonych badań opracowano także wydajną metodę izolacji RNA z
roślin cebulowych (Hippeastrum, żonkil, narcyz, cebula zwyczajna, tulipan) oraz scharakteryzowano molekularnie
patogennego grzyba Phoma narcissi.
Analiza genu i białka HpCDPK1 oraz znalezienie naturalnych substratów dla tej kinazy, w aspekcie odpowiedzi roślin na
warunki stresowe, jest zagadnieniem nowym, a uzyskane wyniki uzupełniają wiedzę w zakresie udziału cząsteczek
sygnalnych w procesach patofizjologicznych.
Wyniki naszych badań, ze względu na wkład w rozwój wiedzy dotyczącej molekularnego i biochemicznego podłoża
stresu zranienia i ataku grzybowego, mogą być w przyszłości wykorzystane w ogrodnictwie, kwiaciarstwie i obrocie
materiałem roślinnym. Szeroko pojęte manipulacje fizjologiczne i biochemiczne mogą pozwolić na uzyskanie przez
rośliny naturalnej odporności.