Projekti

Molekulske osnove interakcij med vinsko trto in fitoplazemskimi povzročiteljicami trsnih rumenic

Nosilec projekta: prof. dr. Marina Dermastia

Šifra: J1-7151

Trajanje: 1. 1. 2016 - 31. 12. 2018

Temeljni raziskovalni projekt J1-7151 financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije iz državnega proračuna.

Povzetek

Glavni cilj predlaganega projekta je signifikantno izboljšati naše razumevanje molekularne interakcije med vinsko trto (Vitis vinifera) in fitoplazemskimi povzročiteljicami trsnih rumenic (GYs) z integracijo raziskovalnih pristopov slovenskih in avstrijskih laboratorijev ter podporo vodilnih svetovnih laboratorijev v rastlinski fiziologiji in raziskavah fitoplazem – teh še vedno zelo slabo raziskanih rastlinskih patogenih bakterij z razreda Mollicutes. V tem projektu bomo izvedli zelo obsežno molekularno raziskavo, v kateri bomo uporabili naravni in modelni eksperimentalni sistem ter inovativno analizo podatkov za identifikacijo ključnih komponent rastlinskih odgovorov na okužbo s temi izjemno prilagojenimi bakterijami. Poleg zelo visoke znanstvene vrednosti pričakovanih rezultatov, bodo ti tudi neposredno uporabni v vinogradniških praksah za upravljanje s GYs.

Evropa je v svetovnem merilu glavni pridelovalec in izvoznik sadilnega materiala vinske trte ter vina. Ta ekonomski sektor, ki ima velik pomen tudi v Sloveniji in Avstriji, ogrožajo različne GYs, ki jih povzročajo taksonomsko nesorodne fitoplazme. V Evropi sta glavni GYs splošno razširjena navadna trsna rumenica ali počrnelost lesa, povezana s 'Candidatus Phytoplasma solani' (BNp), in zlata trsna rumenica, ki jo povzroča karantenska fitoplazma iz ribosomskih podskupin 16SrV-C in 16SrV-D (FDp). BN je postala v zadnjih 15 letih ena glavnih bolezni vinske trte, s stopnjo okuženosti v določenih območjih med 50 – 80 %. Poleg  tega uporabljamo  BNp tudi kot raziskovalni model, saj  povzroča enaka bolezenska znamenja na vinski trti kot FDp, domnevno s podobnimi mehanizmi. S tem se izognemo težavam, povezanih s karantenskim statusom FDp. 

V projektu bomo označili nihanje trenutnega vala bolezni BN v Avstriji in Sloveniji, tako da bomo ocenili stopnjo okuževanja in sestavo sevov v žuželčjih prenašalcih, alternativnih plevelnih gostiteljih in v vinski trti. Sestavo sevov bomo ovrednotili z označevalnimi geni. Seve bomo prenašali na vinsko trto in na modelno rastlino za raziskave fitoplazem – madagaskarski zimzelen (Catharanthus roseus). S tem bomo razširili obstoječo zbirko različnih, epidemiološko relevantnih sevov BNp v C. roseus. Podobno zbirko bomo v C. roseus pripravili tudi za seve FDp. Pr prenosu se bomo osredotočili na žuželčje prenašalce, cepilne tehnike in obogatitve fitoplazem. Na osnovi prvega koraka k gojenju fitoplazem, ki so ga opravili člani predlagane raziskovalne skupine, bomo molekularno določene seve BNp in FDp uporabili za izolacijo v akseničnih kulturah. Pridobljene izolate bomo nato uporabili v poskusih ponovnega okuževanja.

Da bi ugotovili variabilnost sevov BNp, bomo vzorce vinske trte in C. roseus, okužene z različnimi sevi BNp, sekvencirali. Sekvenciranje nove generacije nam bo predstavljalo osnovo za primerjalno genomiko skupine zelo sorodnih sevov, ki povzročajo različna bolezenska znamenja v C. roseus in omogočilo postavitev kataloga efektorskih molekul iz bližnje sorodnih sevov, prevladujočih sevov in sevov, ki povzročajo različna bolezenska znamenja. Izražanje potencialnih efektorjev in majhnih nekodirajočih snRNA bomo ocenili s primerjalnim izražanjem in planta. Izbor efektorjev in kandidatnih rastlinskih genov, ki potencialno vplivajo na razvoj fitoplazemske bolezni, bomo naredili po analizah izražanja in raziskavah rastlinskih odgovorov s pristopi funkcionalne analize z agrofiltarcijo listov vinske trte ter sledečo analizo nekaterih metabolitov, za katere je poznana povezava s fitoplazemskimi boleznimi. Stabilne transformacije z izbranimi bakterijskimi efektorji in rastlinskimi geni  bomo ocenili glede njihovega fenotipa in genskega izražanja. Na ta način bomo izpolnili končni cilj projekta – določitve interakcije in ključnih točk napada fitoplazem v rastlini. 

Vse rezultate projekta bomo uporabili za izdelavo izboljšanega modela sistema fitoplazma/gostitelj in njegove analize.

Sestava projektne skupine - povezava na SICRIS.

Bibliografski podatki in ostali podatki o projektu

Povezava na spletno stran projekta - http://projects.nib.si/ingrapa/.