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 H2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto ExpoSEED
ExpoSEED-ek planteamendu genetikoak aurrera eta alderantzizko ikuspegiak integratzea bilatzen du, espezie ereduen hazi/aleak (aurrerantzean "hazia") etekina kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta lortutako ezagutzak hautatutako laboreetara transferitzeko, hala nola lekaleak eta zerealak. Hazien kopurua eta tamaina zehazten duten "molekulen ardatzak" identifikatzeak merkatuaren hasierako faseetan hazien ekoizpena hobetzen duten hazi-tresnak garatzeko oinarriak jarriko ditu. Espezie ereduetan egindako ikerketek landareen ugalketa erregulatzen duten transkripzio-faktore nagusiak identifikatzea ahalbidetu digu, baita urrutiko espezieetan landareen egoera kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzeko ere.
Hurrengo erronka funtsezko faktore horiek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago aztertzea da, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExpoSEEDeko bazkideek transkripzio-faktoreen helburu nagusiak identifikatuko dituzte Arabidopsis eta arroza bezalako espezie ereduetan, eta ezagutza hori soja, gari eta garagarra bezalako laboretara transferituko dute. Xede-gene hautagaiak gehiago karakterizatuko dira biologia genetikoa eta zelularraren tresnak erabiliz, alelo berrien bilaketarekin batera germoplasma basati eta landutako panel zabal batean. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazio bereizgarriak erabiliko dira kartografia-azterketak egiteko, lekale eta zerealetan hazien etekina kontrolatzen duten faktore berriak identifikatzeko.
ExpoSEEDek sinergiak sortu nahi ditu gai zientifiko eta sozialak modu eraginkorrean jorratzeko. Ikuspegi zientifikotik, une aproposa da hau: laboreen genoma sekuentzia oso ezberdinek eta biologia genetiko eta zelularreko tresna berriek proiektu honetan lantzen diren biologia konparatuaren ikuspegiei lagunduko diete. Gizarte-arazoa kontuan hartuta, elikadura-segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta labore-lurraren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
ExpoSEEDk sei lan-pakete ditu: 2., 3., 4. eta 5. lan-paketeak alderdi zientifikoetan oinarritzen dira. 1. lan-paketea Ekintzaren koordinazio eta kudeaketara dedikatzen da erabat, eta 6. lan-paketea prestakuntza- eta hedapen-jarduerak garatzen ditu. Jarduera zientifiko guztiak 4. lan paketean bat egiten dute, erantsitako irudietan adierazten den moduan. 2. lan-paketeak alderantzizko genetikaren ikuspegia baliatu zuen (gene hautagaietatik fenotiporaino) errendimendua kontrolatzen duten faktore nagusiak identifikatzeko, hazi kopuruari eta tamainari dagokionez, Arabidopsis eta arroza bezalako espezie ereduetan.
Ereduzko espeziean lortutako informazioa gari eta garagar bezalako zerealetara helarazi da, baita amatxo, tomate eta kafe familietako urruneko beste espezie batzuetara ere. Proiektuan zehar, bazkideek adarrak, karpelak eta hazien bereizketa kontrolatzeko erregulatzaile nagusi gisa jokatzen duten funtsezko faktoreak identifikatu zituzten. Hautatutako faktoreen azpimultzo baten karakterizazio funtzionalak (4. lan-paketea) garapen-etapa espezifikoak kontrolatzen dituzten bide molekularren deskribapen zehatzagoa ekarri zuen, errendimenduan eraginak zehazten dituztenak. Interesgarria denez, auxinaren eta zitokininaren metabolismoarekin lotura sendoak deskribatu dira.
Espezie ereduetan lortutako informazio batzuk, aleen sorrera kontrolatzen duten bide berrien identifikazioarekin batera, laborantza-espezieetara transferitu da, etorkizun hurbilean etekina handitzeko manipula daitezkeen funtsezko geneak identifikatzeko. WP3 WP2-rekin oso lotuta dago eta aldakortasun genetikoa aprobetxatu daitekeela aukeratutako gene hautagaietan alelo funtzional berriak bilatzeko behaketan oinarritzen da. Ikuspegi hau zerealetan, garietan eta garagarretan ustiatu izan da, eta etorkizun handiko alelo berriak identifikatu dira. WP5-ek ikuspegi osagarri bat erabiltzen du, aurrerako genetika izenekoa (fenotipotik kausazko geneetara), eta horrek WP4 barruan karakterizatu beharreko faktore berriak identifikatzea ekarriko duela espero da. Estrategia hau garia eta garagarra bezalako laboreetan bakarrik egiten da eta fenotipo zehatzen behaketan oinarritzen da. Behin fenotipo bat, adibidez, errendimendu handiko fenotipo bat, germoplasma bildumetan edo populazioetan detektatuta, analisi estatistiko bat egiten da fenotipo horrekin erlazionatutako locus genetikoa identifikatzeko. Garagar-, gari gogorra eta ogi-gariaren bildumak hazkuntza-baldintza ezberdinetan aztertu ziren, aukeratutako ingurunera bereziki egokitutako genotipoak identifikatzeko.
QTL edo GWAS analisiak egin ziren landareari etekin hobea ematen dioten loci genetikoen konbinazioa identifikatzeko (errendimenduan eta glutenaren edukian eragina duten loci berriak identifikatu ziren). Azkenik, 4. lan-paketeak beste lan-paketeetako informazioa bildu zuen, gene hautagai itxaropentsuak (2. lan-paketea), aleloak (3. lan-paketea) eta loci genetikoak (5. lan-paketea) karakterizazio funtzionalarekin jarraitzeko barne. Horretarako, bazkideek hainbat teknika erabili zituzten (espresioaren profilaren azterketa zehatza, proteina-proteina eta proteina-DNA elkarrekintza esperimentuak, lerro mutanteen garapena eta analisi mikroskopikoa) aukeratutako geneen funtzio zehatza deskribatzeko. Batera, ExpoSEED lan-paketeek eta bazkideen arteko lankidetzak eredu eta laborantza-espezieetan errendimenduaren zehaztapenaren alderdi desberdinak kontrolatzen dituzten mekanismoen ulermena zabaldu dute. Aldi baterako langileen lekualdatzeek balio erantsia ematen diote ekimenari, laborategi bakoitzean erabiltzen diren ezagutzak eta teknikak zabaltzeko aukera ematen baitu helburu zehatzak lortzeko.
ExpoSEED nazioarteko bederatzi bazkidek osatutako sektore anitzeko partzuergo bat da: Mexiko, Argentina, Kolonbia, Italia, Espainia, Herbehereak, Alemania, Japonia eta Australia. Bazkide hauek interes zientifikoa partekatzen dute elikagaien segurtasuna oinarri zientifikoan jorratzeko; Ekintzaren barruan, ikerketa-jarduerak, langileen eskualdatzeak eta zabalkunde-ekitaldiak aurreikusten dira. ExpoSEEDek planteamendu genetikoak aurrera eta alderantzizkoak integratu nahi ditu, espezie eredugarrien errendimendua kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta lortutako ezagutzak hautatutako zerealetara transferitzeko, hala nola gari eta garagarra. Horrez gain, ugalketa-organoak kontrolatzen dituzten mekanismo molekularren kontserbazio ebolutiboa aztertzen da evo-devo ikuspegitik.
Hazien kopurua eta tamaina zehazten dituzten "zentro molekularrak" identifikatzeak hazien ekoizpena hobetzen duten hazi-tresnak garatzeko oinarriak jartzen ditu komertzializazioaren hasieran. Espezie ereduei buruzko ikerketek landareen ugalketa erregulatzen duten funtsezko faktoreak identifikatzea ahalbidetu dute, eta, azken finean, landareen egokitasuna kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzea ahalbidetu dute urrutiko espezieetan. Funtsezko faktore horiek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago aztertzea da hurrengo erronka, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExoSEED bazkideek errendimendua kontrolatzen duten faktore gako batzuk identifikatu zituzten. Gene hautagaiak biologia genetikoa eta zelularraren tresnak erabiliz ezaugarritu ziren, alelo berrien bilaketarekin batera, germoplasma basati eta landutako panel zabal batean. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazio bereizgarriak erabili ziren zereal-hazien errendimendua kontrolatzen duten faktore berriak identifikatu zituzten kartografia-azterketetarako. ExpoSEEDek sinergiak sortu zituen arazo zientifikoak eta sozialak modu eraginkorrean aurre egiteko.
Ikuspegi zientifikotik, une egokia da hau: laboreen genoma sekuentzia oso ugarik eta biologia genetiko eta zelularreko tresna berriek lagundu zuten proiektu honen biologia konparatiboaren ikuspegia. Gizarte-arazoa kontuan hartuta, elikadura-segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta labore-lurraren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
ExpoSEED-ek planteamendu genetikoak aurrera eta alderantzizko ikuspegiak integratzea du helburu, espezie ereduetan hazi/aleak (aurrerantzean, hazia) etekina kontrolatzen duten mekanismo molekularrak aztertzeko eta lortutako ezagutzak hautatutako laboreetara transferitzeko, hala nola lekaleak eta zerealak. Hazien kopurua eta tamaina zehazten duten "molekula-guneak" identifikatzeak hazien merkatuaren hasieran hazien ekoizpena hobetzeko hazi-tresnak garatzeko oinarriak jarriko ditu.
Espezie ereduei buruzko ikerketek landareen ugalketa erregulatzen duten transkripzio-faktore nagusiak identifikatzea ahalbidetu digu, azken finean landareen egokitasuna kontrolatzen duten mekanismo molekularren kontserbazioa aztertzearekin batera, urruneko erlazionatutako espezieetan. Funtsezko faktore horiek kontrolatzen dituzten sare molekularrak gehiago disekzionatzea da hurrengo erronka, azken finean ezaugarri agronomikoak manipulatzeko. ExpoSEEDeko bazkideek transkripzio-faktoreen helburu nagusiak identifikatuko dituzte Arabidopsis eta arroza bezalako espezie ereduetan eta ezagutza hori soja, gari eta garagarra bezalako laboretara transferituko dute. Xede-gene hautagaiak gehiago karakterizatuko dira biologia genetikoa eta zelularraren tresnak erabiliz, alelo berrien bilaketarekin batera, germoplasma basati eta landutako panel handi batean. Ikuspegi paralelo gisa, germoplasma bildumak eta populazio bereizgarriak erabiliko dira lekale eta zerealetan hazien etekina kontrolatzen duten faktore berriak identifikatzea helburu duten kartografia-azterketak egiteko.
ExpoSEEDek sinergiak sortzea du helburu zientifiko eta gizarteko gaiak modu eraginkorrean jorratzeko. Ikuspegi zientifikotik, momentu egokia da: laboreen genoma sekuentzia oso batek eta biologia genetiko eta zelularreko tresna berriek proiektu honetan aurreikusten diren biologia konparatiboaren ikuspegiak lagunduko dituzte. Gizarte-arazoa kontuan hartuta, elikadura-segurtasuna lehentasun globala da: biztanleriaren hazkundearen eta labore-lurraren murrizketaren testuinguruan, elikagaien ekoizpena handitzea da mende honetako erronketako bat.
EBk finantzatutako nazioarteko ekimen batek Arabidopsis thaliana espezie ereduko hazien garapenaren eta heltzearen kontrol molekularrari buruzko ikerketak zerealetan eta beste labore batzuetan nola aplika daitezkeen ikertu du. Elikagaien segurtasuna lehentasun globala da. Biztanleriaren hazkundearen eta klima-aldaketaren ondorioz erabilgarri dagoen laborantza-lurraren murrizketaren aurrean, elikagaien ekoizpena handitzea da gizateriak mende honetan duen erronka handienetako bat. EBk finantzatutako ExpoSEED proiektuak erronka honi aurre egin zion eredu eta laborantza espezieei ikuspegi berri desberdinak aplikatuz, laborantza espezieen errendimendua nola handitu ulertzeko. "Urrutiko erlazionatutako espezieetan infloreszentziaren sorrera eta hazien garapena kontrolatzen duten funtsezko faktoreak identifikatu ditugu, nutrizio-segurtasunari laguntzeko", azaldu du Raffaella Battagliak, proiektuaren koordinatzaileak.
Proiektuak Alemania, Espainia, Italia, Herbehereak, Argentina, Australia, Kolonbia, Japonia eta Mexikoko bederatzi bazkidek osatutako nazioarteko partzuergo bat ordezkatu zuen. Bertan, akademiako zein hazi-enpresetako zientzialariak zeuden, landare-espezie ezberdinekin elkarlanean. "Ereduzko espezieak (A. thaliana), arroza, garagarra, ogi-garia eta gari gogorra bezalako zerealak eta mitxoleta, tomatea eta kafea familietako espezieak zeuden", azaldu du Battagliak. Lankidetza aurreratua: ExpoSEEDek espezializazio osagarri hori baliatu zuen espezie ezberdinen ezagutza transferitzeko eta geneen funtzioaren aurkikuntza azkartzeko. "Proiektuaren alderdi hau erabakigarria izan zen", komentatu du Battagliak. "Geen funtzioaren aurkikuntza bizkortuko du erredundantzia genetikoak eta tresna molekularren faltak laborearen errendimendua hobetzeko manipula daitezkeen geneak arrakastaz identifikatzea zailtzen duten espezieetan".
ExpoSEED-ek lortutako emaitza garrantzitsu bat fruituen eta hazien eraketaren kontrol molekularra hobeto ezagutzea izan zen, bazkideen lankidetzari esker. "Ibilbide desberdinak lotzen dituzten molekula-guneak identifikatzea oso esanguratsua izan zen, funtsezkoa baita errendimendua hobetzeko eta osagaien arteko desorekak mugatzeko zer manipulatu daitekeen ulertzeko", adierazi du Battagliak. A. thaliana-ren azterketak informazio zehatza eman zuen karpeloen sorrera, obulu determinazioa, fruituen tamaina eta hazien ekoizpena kontrolatzen duten sare molekularrei buruz. "Interesgarria da, karpeloen bereizketa eta hormonen metabolismoa kontrolatzen duten gako geneen arteko elkarrekintza argitu ahal izan dugu", adierazi du Battagliak. Gainera, proiektuko kideek eboluzio-ikuspegia aplikatu zuten, eta mitxoleta, tomatea eta kafea familietako espezieetan loreen sorrera zuzentzen duten sare molekularra zehatz-mehatz ulertzeko. Abantaila anitz Bere emaitzak parekideek aztertutako aldizkari zientifiko garrantzitsuetan argitaratzeaz gain, ExpoSEEDek zientziaren eta industriaren arteko lankidetza emankorra ere erraztu zuen. "Zirraragarria izan zen laboreetan A. thaliana bezalako espezie eredu bati buruz lortutako ezagutzak eztabaidatu eta ebaluatu ziren sare bat eraikitzea. Landareen zientziaren egungo erronka funtzio genetikoaren xehetasunetan sakontzea da, errendimenduaren hobekuntzak oztopatu ditzaketen potentzialak gainditzeko", adierazi du Battagliak.
Proiektuak, Marie Sködowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (MSCA-RISE) erakundearen ekimenak, ikertzaile esperientziadunei zein gazteei mundu mailako laborategietan lan egiteko aukera eman zien, beren gaitasunak zabaltzeko eta eskuratutako ezagutzak beren jatorrizko erakundeetara itzultzeko, eta, aldi berean, garapen profesionala bultzatuz. ExpoSEEDek ikerketa komunitate zabalagoari ere mesede egingo dio, gaur egun aztertzen ari diren ezagutza zientifikoak eta hipotesi berriak sortuz. "Epe luzera, ExpoSEEDek sortutako ezagutzak aurrerapauso bat suposatzen du elikadura segurtasunerako", ondorioztatu du Battagliak.
Artearen egoeraz gaindiko aurrerapen nagusiak hauek dira: bazkideek ekoitzitako ezagutza zientifikoa, eta datu genotipikoak aztertzeko kanalizazio berriak garatzea alelo eta markatzaile molekular berrien bila hazkuntza aurreko tresna gisa ustiatzeko. Txostenaren aldian, bazkideen arteko lankidetzak informazio zehatzagoa sortu zuen (hau da, geneen identifikazioa eta sarearen deskribapena), arrozaren adarkadura kontrolatzen duten faktore kritikoak, Arabidopsis-en karpelen desberdintzea eta obulu-eratzea, Arabidopsis-en eta gari-interakzio hormonala eta azukrearen metabolismoa garagar eta garietan identifikatzeko.
Ikuspegia emaitz zientifikoetatik haratago zabaltzea; Ekintzaren gakoa elikadura segurtasuna da. Lortutako emaitzek informazio berritzailea gehitzen dute azken finean elikadura-segurtasuna lortzeko ustiatu beharrekoa. Oinarrizko ikerketarako eta hazkuntza aurreko tresnetarako datu berriak sortu dira.
- CONSIGLIO PER LA RICERCA IN AGRICOLTURA E L'ANALISI DELL'ECONOMIA AGRARIA (CREA)
Lotutako proiektuak
