H2020 ExpoSEED proiektua: laboreetan hazien errendimenduaren kontrol molekularra aztertzea.
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2016 -2019
- Esleitutako Aurrekontua 486.000,00 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto ExpoSEED
ExpoSEEDek aurreranzko eta alderantzizko ikuspegi genetikoak integratzea du helburu, espezie eredugarrietan hazi/ale (aurrerantzean "hazia") errendimendua kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta eskuratutako ezagutza hautatutako laboreetara transferitzeko, hala nola lekaleei eta zerealetara. Hazien kopurua eta tamaina zehazten dituzten "gune molekularrak" identifikatzeak oinarriak ezarriko ditu merkatuaren hasierako faseetan hazi-ekoizpena hobetuko duten hazkuntza-tresnak garatzeko. Espezie ereduetan egindako ikerketak aukera eman digu duela gutxi landareen ugalketa erregulatzen duten transkripzio-faktore nagusiak identifikatzeko, baita urruneko espezieetan landareen egokitasuna kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzeko ere.
Hurrengo erronka faktore gako hauek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago aztertzea da, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExpoSEEDeko bazkideek transkripzio-faktore nagusiak identifikatuko dituzte Arabidopsis eta arroza bezalako espezie eredugarrietan, eta ezagutza hori soja, gari eta garagar bezalako laboreetara transferituko dute. Hautagai diren geneak gehiago karakterizatuko dira tresna genetiko eta zelula-biologia erabiliz, baita alelo berriak bilatuko dira germen-plasma basati eta landuaren multzo zabal batean. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazioen bereizketa erabiliko dira lekaleen eta zerealetan hazi-errendimendua kontrolatzen duten faktore berriak identifikatzeko mapatze-azterketetarako.
ExpoSEEDek sinergiak sortu nahi ditu zientzia eta gizarte arazoei eraginkortasunez heltzeko. Ikuspegi zientifiko batetik, une egokia da hau: laboreen genoma-sekuentzia oso anitzek eta genetika eta zelula-biologiako tresna berriek lagunduko dituzte proiektu honetan lortu nahi diren biologia konparatiboko ikuspegiak. Gizarte arazoa kontuan hartuta, elikagaien segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta lantzeko lurren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
ExpoSEEDek sei lan-pakete ditu: 2., 3., 4. eta 5. lan-paketeek alderdi zientifikoetan jartzen dute arreta. 1. lan paketea ekintzaren koordinazio eta kudeaketara dedikatuta dago erabat, eta 6. lan paketeak, berriz, prestakuntza eta zabalkunde jarduerak garatzen ditu. Jarduera zientifiko guztiak 4. lan-paketean biltzen dira, erantsitako irudietan irudikatzen den bezala. 2. lan-paketeak alderantzizko genetika-ikuspegi bat erabili zuen (hautagai-genetik fenotipora) Arabidopsis eta arroza bezalako eredu-espezieetan errendimendua kontrolatzen duten faktore nagusiak identifikatzeko, hazi kopuruari eta tamainari dagokionez.
Eredu espeziean lortutako informazioa probatu eta garia eta garagarra bezalako zerealetara transferitu da, baita mitxoleta, tomate eta kafe familietako beste espezie urrun batzuetara ere. Proiektuan zehar, bazkideek adarkadura, karpelo eta hazien bereizketa kontrolatzeko erregulatzaile nagusi gisa jokatzen duten faktore nagusiak identifikatu zituzten. Hautatutako faktoreen azpimultzo baten karakterizazio funtzionalak (4. lan-paketea) garapen-etapa espezifikoak kontrolatzen dituzten bide molekularren deskribapen zehatzagoa ekarri zuen, errendimenduan eraginak zehaztuz. Interesgarria da, auxina eta zitokininaren metabolismoarekin lotura sendoak deskribatu direla.
Eredu espezieetan lortutako informazioaren zati bat, aleen eraketa kontrolatzen duten bide berrien identifikazioarekin batera, labore espezieetara transferitu da, etorkizun hurbilean errendimendua handitzeko manipulatu daitezkeen gene gakoak identifikatzeko. WP3 WP2-rekin oso lotuta dago eta aldakortasun genetikoa hautatutako gene hautagaietan alelo funtzional berriak bilatzeko ustia daitekeela delako behaketan oinarritzen da. Ikuspegi hau batez ere zerealetan, garian eta garagarrean erabili da, eta alelo berri itxaropentsuak identifikatu ditu. WP5-k aurreranzko genetika izeneko ikuspegi osagarri bat erabiltzen du (fenotipotik gene kausaletara), eta horrek WP4-n karakterizatzeko faktore berriak identifikatzera eramango duela espero da. Estrategia hau gari eta garagarra bezalako laboreetan bakarrik egiten da eta fenotipo espezifikoen behaketan oinarritzen da. Behin fenotipo bat, adibidez, errendimendu handiko fenotipo bat, germoplasma bilduman edo populazioetan detektatzen denean, analisi estatistikoa egiten da fenotipo horrekin korrelazionatutako locus genetikoa identifikatzeko. Garagar, gari gogorra eta ogi-gari bildumak aztertu ziren hazkuntza-baldintza desberdinetan, hautatutako ingurunera bereziki egokitutako genotipoak identifikatzeko.
QTL edo GWAS analisiak egin ziren landareari etekin hobea ematen zion lokus genetikoen konbinazioa identifikatzeko (errendimenduan eta gluten edukian eragina duten lokus berriak identifikatu ziren). Azkenik, 4. lan-paketeak beste lan-paketeetako informazioa bildu zuen, besteak beste, hautagai-gene itxaropentsuak (2. lan-paketea), aleloak (3. lan-paketea) eta lokus genetikoak (5. lan-paketea), karakterizazio funtzionala jarraitzeko. Horretarako, bazkideek hainbat teknika erabili zituzten (adierazpen-profilen azterketa zehatzak, proteina-proteina eta proteina-DNA interakzio-esperimentuak, lerro mutanteen garapena eta analisi mikroskopikoa) hautatutako geneen funtzio zehatza deskribatzeko. ExpoSEED lan-paketeek eta bazkideen arteko lankidetzak, elkarrekin, zabaldu egin dute eredu-espezieetan eta labore-espezieetan errendimenduaren zehaztapenaren alderdi desberdinak kontrolatzen dituzten mekanismoen inguruko gure ulermena. Langileen aldi baterako transferentziek balioa gehitu diote ekimenari, laborategi bakoitzean erabiltzen diren ezagutzak eta teknikak zabaltzeko aukera eman baitute helburu zehatzak lortzeko.
ExpoSEEDek nazioarteko eta sektore anitzeko partzuergo bat ordezkatzen du, bederatzi bazkide globalk osatua: Mexiko, Argentina, Kolonbia, Italia, Espainia, Herbehereak, Alemania, Japonia eta Australia. Bazkide hauek interes zientifikoa partekatzen dute elikagaien segurtasuna zientzian oinarrituta jorratzeko; Ekintzaren barruan, ikerketa jarduerak, langileen lekualdatzeak eta zabalkunde ekitaldiak aurreikusita daude. ExpoSEEDek aurreranzko eta alderantzizko ikuspegi genetikoak integratzea du helburu, eredu-espezieetan errendimendua kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta eskuratutako ezagutza hautatutako zerealetara, hala nola gari eta garagarrera, transferitzeko. Horrez gain, ugalketa-organoak kontrolatzen dituzten mekanismo molekularren kontserbazio ebolutiboa aztertzen da evo-devo ikuspegi batetik.
Hazien kopurua eta tamaina zehazten dituzten "molekula-guneen" identifikazioak oinarriak ezartzen ditu merkaturatzearen hasieran hazi-ekoizpena hobetzen duten hazkuntza-tresnak garatzeko. Eredu espezieei buruzko ikerketak duela gutxi landareen ugalketa erregulatzen duten faktore nagusiak identifikatzea ahalbidetu du, baita urruneko senide diren espezieetan landareen egokitasuna kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzea ere. Hurrengo erronka orain faktore gako hauek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago aztertzea da, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExpoSEEDeko bazkideek errendimendua kontrolatzen duten faktore gako batzuk identifikatu zituzten. Gene hautagaiak gehiago karakterizatu ziren tresna genetiko eta zelula biologia erabiliz, germen-plasma basati eta landuaren panel zabal batean alelo berriak bilatzearekin batera. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazioen bereizketa erabili ziren zereal hazien errendimendua kontrolatzen duten faktore berriak identifikatu zituzten mapatze-azterketetarako. ExpoSEEDek sinergiak sortu zituen zientzia- eta gizarte-arazoak eraginkortasunez jorratzeko.
Ikuspegi zientifiko batetik, une egokia da hau: laboreen genoma-sekuentzia oso ugarik eta genetika- eta zelula-biologiako tresna berriek proiektu honen biologia konparatiboaren ikuspegiak babestu dituzte. Gizarte arazoa kontuan hartuta, elikagaien segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta lantzeko lurren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
ExpoSEEDek aurreranzko eta alderantzizko genetika-ikuspegiak integratzea du helburu, espezie eredugarrietan hazi/ale (aurrerantzean hazia) errendimendua kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta eskuratutako ezagutza hautatutako laboreetara transferitzeko, hala nola lekaleak eta zerealak. Hazien kopurua eta tamaina zehazten dituzten "gune molekularrak" identifikatzeak oinarriak ezarriko ditu hazi-merkatuaren hasieran hazi-ekoizpena hobetzeko hazkuntza-tresnak garatzeko.
Espezie ereduei buruzko ikerketak aukera eman digu duela gutxi landareen ugalketa erregulatzen duten transkripzio-faktore nagusiak identifikatzeko, eta, aldi berean, urruneko senidetutako espezieetan landareen egokitasuna kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzeko. Hurrengo erronka orain faktore gako hauek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago aztertzea da, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExpoSEEDeko bazkideek transkripzio-faktore nagusiak identifikatuko dituzte Arabidopsis eta arroza bezalako espezie eredugarrietan, eta ezagutza hori soja, gari eta garagar bezalako laboreetara transferituko dute. Hautagai diren geneak gehiago karakterizatuko dira tresna genetiko eta zelula-biologia erabiliz, germen-plasma basati eta landuaren panel handi batean alelo berriak bilatuz. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazioen bereizketa erabiliko dira lekaleen eta zerealetan hazi-errendimendua kontrolatzen duten faktore berriak identifikatzeko helburuarekin egindako mapatze-azterketetarako.
ExpoSEEDek sinergiak sortzea du helburu, arazo zientifiko eta sozialak eraginkortasunez jorratzeko. Ikuspegi zientifiko batetik, orain da une egokia: laboreen genomaren sekuentzia osoen serie batek eta genetika eta zelula biologiako tresna berriek lagunduko dituzte proiektu honetan aurreikusitako biologia konparatiboaren ikuspegiak. Gizarte-arazoa kontuan hartuta, elikagaien segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta lantzeko lurren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
EBk finantzatutako nazioarteko ekimen batek ikertu du nola aplika daitezkeen zerealen eta beste labore batzuen Arabidopsis thaliana espezie eredugarriaren hazien garapenaren eta heltzearen kontrol molekularrari buruzko ikerketak. Elikagaien segurtasuna lehentasun globala da. Klima-aldaketaren ondorioz biztanleriaren hazkundearen eta lur lantzeko erabilgarriaren murrizketaren aurrean, elikagaien ekoizpena handitzea da gizateriak mende honetan duen erronka handienetako bat. EBk finantzatutako ExpoSEED proiektuak erronka horri aurre egin zion eredu eta labore espezieei hainbat ikuspegi berritzaile aplikatuz, labore espezieen errendimendua nola handitu ulertzeko. «Urrutiko senidetasuneko espezieetan infloreszentzien eraketa eta hazien garapena kontrolatzen duten faktore nagusiak identifikatu genituen, nutrizio-segurtasunean laguntzeko», azaldu du Raffaella Battaglia proiektuaren koordinatzaileak.
Proiektuak nazioarteko sektore anitzeko partzuergo bat ordezkatzen zuen, Alemania, Espainia, Italia, Herbehereak, Argentina, Australia, Kolonbia, Japonia eta Mexikoko bederatzi bazkidek osatua. Bertan, akademiako eta hazi-enpresetako zientzialariak zeuden, landare-espezie desberdinekin elkarrekin lanean. "Horien artean, eredu espezieak (A. thaliana), arroza, garagarra, ogi-garia eta garia bezalako zerealak, eta mitxoleta, tomate eta kafe familietako espezieak zeuden", azaldu du Battagliak. Aurrerapen handiko lankidetza: ExpoSEEDek osagarritasun handiko espezializazio hau baliatu zuen espezie desberdinen ezagutza transferitzeko eta geneen funtzioaren aurkikuntza bizkortzeko. «Proiektuaren alderdi hau funtsezkoa izan zen», dio Battagliak. "Horrek azkartuko du erredundantzia genetikoak eta tresna molekularren faltak zaildu egiten duten espezieetan geneen funtzioaren aurkikuntza, uzta hobetzeko manipulatu daitezkeen geneak arrakastaz identifikatzea."
ExpoSEEDek lortutako emaitza garrantzitsu bat fruitu eta hazien eraketaren kontrol molekularra hobeto ulertzea izan zen, bazkideen lankidetzari esker. «Oso garrantzitsua izan zen bide desberdinak lotzen dituzten molekula-guneak identifikatzea, funtsezkoa baita errendimendua hobetzeko eta osagaien arteko desorekak mugatzeko zer manipulatu daitekeen ulertzeko», dio Battagliak. A. thaliana-ren ikerketak karpeloen eraketa, obuluen zehaztapena, fruituaren tamaina eta hazien ekoizpena kontrolatzen dituzten sare molekularrei buruzko informazio zehatza eman zuen. «Interesgarria da karpeloen bereizketa eta hormonen metabolismoa kontrolatzen dituzten gene gakoen arteko elkarrekintza argitu ahal izan dugula», dio Battagliak. Gainera, proiektuko bazkideek eboluzio-ikuspegia aplikatu zuten, eta horrek amapola, tomate eta kafe familietako espezieetan loreen eraketa gobernatzen duten sare molekularrak zehatz-mehatz ulertzeko aukera eman zuen. Hainbat onura Emaitzak parekideen berrikuspeneko aldizkari zientifiko garrantzitsuetan argitaratzeaz gain, ExpoSEEDek zientziaren eta industriaren arteko lankidetza emankorra ere erraztu zuen. «Zirraragarria izan zen sare bat eraikitzea, non A. thaliana bezalako eredu-espezie bati buruz laboreetan lortutako ezagutza eztabaidatu eta ebaluatu zen. Landare-zientziaren egungo erronka funtzio genetikoaren xehetasunetan sakontzea da, errendimenduaren hobekuntzak oztopatu ditzaketen oztopo potentzialak gainditzeko», dio Battagliak.
Marie Sködowska-Curie Ikerketa eta Berrikuntzako Langileen Trukearen (MSCA-RISE) ekimenak ikertzaile esperientziadunei zein gazteei aukera eman zien mundu-mailako laborategietan lan egiteko, beren trebetasunak zabaltzeko eta eskuratutako ezagutzak beren jatorrizko erakundeetara transferitzeko, aldi berean beren garapen profesionala sustatuz. ExpoSEEDek ikerketa-komunitate zabalagoari ere mesede egingo dio, gaur egun aztertzen ari diren ezagutza zientifikoa eta hipotesi berriak sortuz. «Epe luzera, ExpoSEEDek sortutako ezagutza elikagaien segurtasunerako aurrerapauso bat da», ondorioztatu du Battagliak.
Teknikaren egoeratik haragoko aurrerapen nagusiak hauek dira: bazkideek sortutako ezagutza zientifikoa, eta datu genotipikoak aztertzeko bide berrien garapena, hazkuntza aurreko tresna gisa ustiatzeko alelo eta markatzaile molekular berriak bilatzeko. Txosten-aldian, bazkideen arteko lankidetzak informazio zehatzagoa sortu zuen (hau da, geneen identifikazioa eta sarearen deskribapena), eta horri esker, arrozean adarkadura, Arabidopsisean karpeloen bereizketa eta obuluen eraketa, Arabidopsisean eta garian hormonen elkarrekintza eta garagarrean eta garian azukreen metabolismoa kontrolatzen duten faktore kritikoak identifika daitezke.
Emaitza zientifikoetatik haratago ikuspegia zabaltzea; Ekintzaren barruko hitz gakoa elikagaien segurtasuna da. Lortutako emaitzek informazio berria gehitzen ari dira, azken finean elikagaien segurtasuna lortzeko ustiatzeko. Datu berriak sortu dira oinarrizko ikerketarako eta ugalketa aurreko tresnetarako.
- CONSIGLIO PER LA RICERCA IN AGRICOLTURA E L'ANALISI DELL'ECONOMIA AGRARIA (CREA)
Lotutako proiektuak
