Nr wniosku: 234010, nr raportu: 12748. Kierownik (z rap.): mgr

Nr wniosku: 234010, nr raportu: 12748. Kierownik (z rap.): mgr Angelika Król
Niska temperatura jest jednym z głównych czynników abiotycznych ograniczającymi geograficzne rozmieszczenie oraz
plonowanie wielu roślin uprawnych. Rośliny pochodzące z chłodnych stref klimatycznych na drodze ewolucji
wykształciły szereg mechanizmów tolerowania chłodu. Winorośl, jako roślina o dużych wymaganiach termicznych i
hydrologicznych, we wczesnych stadiach rozwojowych jest wrażliwa na działanie niskich temperatur oraz suszy.
Uruchamiane w czasie stresu reakcje obronne roślin obejmują szereg zmian morfologicznych, fizjologicznych i
metabolicznych. Istotą poznania i zrozumienia mechanizmów adaptacji roślin do stresów środowiskowych jest
wyznaczenie wzorów ekspresji białek, identyfikacja białek stresowych oraz powiązanie ich specyficznych funkcji w
szlakach metabolicznych.
W przedstawionym projekcie badano i porównywano zmiany wybranych elementów metabolizmu wtórnego, takich jak:
zawartości związków fenolowych, kompozycja kwasów fenolowych i funkcjonowanie układów antyoksydacyjnych, w
liściach sadzonek winorośl o różnej wrażliwości na chłód w czasie długotrwałego działania stresu chłodu. Badano
również zmiany zachodzące w proteomach liści winorośli w czasie stresu chłodu, gdzie celem tej analizy była
identyfikacja białek, których poziom akumulacji zmieniała się w czasie stresu.
Analizy biochemiczne wybranych elementów metabolizmu wtórnego pozwoliła stwierdzić, że długotrwałe działanie
stresu chłodu wpływało na zmianę zawartości związków fenolowych, kompozycję kwasów fenolowych i funkcjonowanie
układu antyoksydacyjnego. Działanie czynnika stresowego powodowało obniżenie ogólnej zawartości związków
fenolowych oraz zidentyfikowanych kwasów fenolowych: kwasu kawowego, p-kumarowego i ferulowego. W toku
prowadzonych prac wykazano, że odmiany winorośli różniące się stopniem wrażliwości na chłód wykazywały znaczne
różnice w analizowanych elementach metabolizmu wtórnego. Wykazane obniżenie potencjału antyoksydacyjnego oraz
zawartości związków fenolowych i kwasów fenolowych może świadczyć o negatywnym wpływie długotrwałego
działania chłodu na metabolizm wtórny winorośli. Analiza proteomu liści winorośli pozwoliła na wykrycie wielu białek,
których akumulacja zmieniała się pod wpływem stresu chłodu. Stwierdzono, że długotrwałe działanie chłodu w znacznym
stopniu wpływało na zmiany w proteomie liści winorośli. Zaobserwowano, że zastosowane warunki stresowe wpływały
na zmianę akumulacji białek związanych z metabolizmem energetycznym i węglowodanowym, ekspresją informacji
genetycznej oraz syntezą białek stresowych. Zaobserwowano również znaczne różnice we wzorach gromadzenia części
białek pomiędzy odmianami winorośli wrażliwymi i tolerującymi chłód. Prezentowane rezultaty projektu są niezwykle istotne dla rozwoju rolnictwa w środkowej i północnej Polsce. Wyniki
przeprowadzonych analiz stanowią uzupełnienie aktualnego stanu wiedzy na temat molekularnego oraz biochemicznego
podłoża procesów odporności roślin na stres chłodu. Wymiernym efektem pracy jest identyfikacja białek uczestniczących w odporności roślin na stres niskiej temperatury. Białka te w przyszłości mogą służyć jako obiekt
strategii inżynieryjnych, mających na celu powstanie odmian winorośli cechujących się większą odpornością na
niekorzystne warunki klimatyczne. Identyfikacja białek, których poziom akumulacji zmieniał się specyficzna w liściach
odmian wrażliwych i tolerujących chłód w warunków stresowych mogą stanowić potencjalne białkowe markery w
diagnostyce molekularnej roślin, gdzie obserwowana zmiana poziomu produkcji białka może być markerem uszkodzeń
wywołanych przez specyficzne czynniki stresowe. Białka te będą mogły też zostać wykorzystane jako markery do
konstruowania mikromacierzy białkowych. Jesteśmy przekonani, że wyniki badań tego projektu będą miał istotne
znaczenie w opracowaniu zasad zrównoważonego rolnictwa szczególnie na terenie województwa WarmińskoMazurskiego.