Kutatási projekt

A jazmonátok szerepe a búza fejlődésében


TUDOMÁNYÁGAK

Partnerek

  • Gabonakutató Nonprofit Kft.
  • Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie, Halle/S., Németország

HASZNOSÍTHATÓSÁG SZINTJE

Ismeretbővítő kutatás (alap- elméleti kutatás)

KUTATÁSI PROJEKT LEÍRÁSA

A kutatási program célja a módosított endogén allén-oxid-szintáz (AOS) szint búza fejlődésére és endogén jazmonát-szintjére gyakorolt hatásának vizsgálata. Fontos szempont a transzgénikus növények stresszválaszában várható változások tesztelése, különös tekintettel a termesztés során jelentkező tényezőkre (szárazság, kórokozók, kártevők stb.). A vizsgálatokat az árpa AOS1 szensz, illetve antiszensz helyzetű cDNS-ével transzformált transzgénikus növényeken kívánjuk végezni, melyek előállítása szintén e program részét képezi. Az AOS - mint a jazmonátok bioszintézisének egyik kulcs-enzime - cDNS-ét szensz, illetve antiszensz helyzetben tartalmazó plazmidvektorok bevitelével, várhatóan, elérhető az endogén jazmonátszint megemelkedése (JA-túltermelés), illetve lecsökkenése (JA-hiány). A transzgénikus szövetekben és növényekben így vizsgálhatóak lesznek, többek között, a hormon túltermelésének, illetve a hormon hiányának a búza egyedfejlődésére, valamint a környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodására gyakorolt hatásai. A búza szövettenyésztési kísérleteket az SZTE Mezőgazdasági Karán, a Növénytudomány és Környezetvédelmi Intézet laboratóriumában, a génbeviteli és molekuláris biológiai munkákat a Gabonakutató Nonprofit Kft. Biotechnológiai Osztályának laboratóriumában végezzük. A biolisztikus génbevitel (PDS-1000/He génpuska) során a CY-45 és a Bobwhite búzafajta éretlen embrió-eredetű kalluszait lőjük be. A transzformációhoz használt plazmidvektor konstrukciókban  az árpa AOS1 cDNS szensz vagy antiszensz helyzetben az Ubi-1, a pat gén, pedig a 35S promóter irányítása alatt, illetve  az árpa AOS1 cDNS szensz helyzetben a 35S, a bar gén, pedig az Ubi-1 promóter irányítása alatt áll. A heterológ transzformáció sikerének elméleti biztosítékát az árpa (AJ250864) és a búza (AY196004) AOS cDNS-e közötti 93%-os homológia adja. A feltételezetten transzgénikus vonalak elsődleges tesztelését a rezisztencia markergén (bar/pat) jelenlétének PCR-rel történő kimutatásával végezzük. Az elsődleges teszteket követően kerülhet sor a feltételezetten transzgénikus növények DNS, mRNS és fehérje szinten történő jellemzésére. Jelen kutatás előzményeként, a résztvevők közreműködésével megtörtént az új vektor-konstrukciók elkészítése és tesztelése, valamint egy 13-lipoxigenázt túltermelő transzgénikus árpanövények előállítása és széleskörű vizsgálata. A búzában végzett kísérletek eredményeként, jelenleg 5 független transzgénikus vonalat állítottunk elő, melyek a bar szelekciós markergént és a szensz helyzetű AOS cDNS-t egyaránt hordozzák, a T0 generáció növényein végzett PCR-tesztek alapján. A további molekuláris elemzéseket és a jazmonát-szint módosulásának analitikai vizsgálatát (HPLC/GC-MS) a transzgénikus vonalak következő nemzedékében tervezzük. A módosított jazmonát-szintű növényeken kerül majd sor a stressz-rezisztencia vizsgálatokra, elsősorban a búza fontosabb kórokozóira vonatkozóan. Az SZTE MGK munkatársai mellett a kutatás további résztvevője Dr. Mihály Róbert (Gabonakutató Nonprofit Kft.), Dr. Pauk János (Gabonakutató Nonprofit Kft.), Lubica Konopkova (Univerzita Konštantína Filozofa v Nitre) és Dr. Bettina Hause (IPB, Halle). A kutatások 2006-2007-ben az Öveges József Program (A búza endogén jazmonát-szintjének módosítására végzett géntechnológiai kutatások bevonása a növényi biotechnológiai ismeretek oktatásába - OMFB-01524/2006) támogatásával folytak.