H2020 ROOT BARRIERS Proiektua: Tomate sustraietan endodermisa eta exodermisa bereiztea kontrolatzen duten mekanismo molekularrak
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2016 -2019
- Esleitutako Aurrekontua 239.191,2 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea ROOT BARRIERS
Munduko biztanleria 11.200 milioira iritsiko dela espero da 2100. urterako. Klima-aldaketaren aurrean, ura eta elikadura segurtasuna gizateriak etorkizun hurbilean izango duen erronka handienetako bat bihurtu dira. Testuinguru horretan, nekazaritzak, gizakien eta animalien elikagaien iturri nagusi gisa, garrantzi berezia du. Premiazkoa da ur eskasietan hazi daitezkeen labore erresistenteagoak hobetzea eta sortzea. Ingurune lehorretara modu naturalean eboluzionatu eta egokitu diren landare-espezieen azterketa genetikoak ezagutza-iturri bat eskaintzen du behar horri erantzuteko. Landareetan, sustrai-sistema lurzoruko ura eta mantenugaiak xurgatzeaz arduratzen da. Ingurugiro-baldintzak kaltegarriak direnean, lehortea adibidez, sustraiek erantzun behar diete. Landare-sustraian zelula-mota espezifikoak daude, endodermisa eta exodermisa, eta horiek, bereizten direnean, baldintza kaltegarri horiei aurre egiten laguntzen dieten oztopoak sortzen dituzte. Hala ere, gaur arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak ezezagunak izaten jarraitzen dute, baita haren garapena zehazten duten erregulazio mekanismoak berdinak edo desberdinak diren ere. ROOT BARRIERS proiektuak galdera horiei erantzun die tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketa aztertuz, bi geruzak garatzen dituen landare-espezie batean. Exodermisaren eta endodermisaren bereizketa aztertu dugu Solanum lycopersicum 'M82' etxeko espezieak eta Solanum pennellii basatiak erabiliz, sustrai-morfologia eta garapen zelular desberdinak dituztelako eta bereizketa-ezaugarrietan desberdinak direla ikusi dugu. Gainera, gure emaitzek iradokitzen dute tomatean endodermisaren eta exodermisaren bereizketak ez dituela erregulatzaile molekular berdinak partekatzen. Zenbait ikerketek agerian utzi dute endodermisaren eta exodermisaren bereizketa goiztiar gertatzen dela gatz-estresari erantzuteko. ROOT BARRIERS proiektuak gatz-estresak tomate-sustraietako endodermisaren eta exodermisaren bereizkuntzan nola eragiten duen aztertzea zuen helburu, S. lycopersicum 'M82' eta S. pennellii ere erabiliz. Gainera, bi zelula-mota hauen eginkizuna bereziki interesgarria da, S. pennellii gazitasunarekiko tolerantzia-espeziea baita, eta horrek iradokitzen du inguruneak zuzenean erregula dezakeela zelula-mota zehatz baten garapena. Landare transgeniko egonkorrak sortu ditugu RNA mezularia bereziki endodermisa eta exodermisa isolatzeko kontrol eta gatz-estres baldintzetan. Horrela, bi zelula-mota horien bereizketan parte hartzen duten erregulatzaileak identifikatu ahal izango ditugu eta gatz-estresak nola eragiten duen haien bereizketaren kontrola maila molekularrean.
Proiektua hasi zenetik egindako lanak
- Tomate-erroan SlCASPs, SlSGN3, SlCIF2, SlMYB36 geneen adierazpen-eredua.
- Tomate-erroan SlCASP proteinen lokalizazioa.
- Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-en endodermisa eta exodermisa desberdintzeko garapen-esparrua kontrol eta gatz-estres baldintzetan.
- Exodermisaren sustatzaile espezifiko baten identifikazioa.
- INTACT eta TRAP lerroak sortzea Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-en endodermisaren eta exodermisaren mRNA profilatzeko.
- Exodermisan eta endodermisan bide apoplastikoa probatzea, markatzaile espezifikoak erabiliz.
- CRISPR mutanteak bereizketa endodermikoan eta exodermikoan parte hartu dezaketen gene hautagaietarako.
- Endodermisaren eta exodermisaren transkripzio-profila kontrolpean eta gatz-estres baldintzetan.
Lortutako emaitzak - Tomatearen endodermisa eta exodermisa bereizteko garapen-esparru desberdinak daude.
- Tomatearen homologoa den endodermisaren bereizketa kontrolatzen duten Arabidopsis-eko jokalari molekularretako batek ere ez du espresio-eredu zehatzik erakusten ez endodermisan, ez exodermisan, bietan adierazten baitira gutxienez. Horietako batzuk kortexeko eta epidermiseko zeluletan ere adierazten dira.
- Exodermisaren sustatzaile espezifikoa identifikatu dugu. Exodermisaren zelulen mRNA zehatz-mehatz profilatu ahal izango dugu INTACT eta TRAP protokoloak erabiliz.
- Gatz-estresak sustraien garapenean eta endodermisaren eta exodermisaren bereizketa desberdinean eragiten ari da Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-n.
- Tomatearen exodermisak erantzun plastikoa erakusten du gatz-estres baldintzetan hesi apoplastikoen eraketan.
Emaitzen ustiapena eta hedapena
Root Barriers proiektuaren emaitzak ondorengo jardunaldietan aurkeztu ziren: - Kartelaren aurkezpena. Erroaren Garapenari buruzko Nazioarteko 8. Jardunaldiak. Umea (Suedia, 2017)
- Kartelaren aurkezpena. FASEB Bilera. Vermont (AEB) (2017)
- Ahozko aurkezpena. Landareen garapena eta ur-estresa. Asilomar (AEB) (2017)
- Kartelaren aurkezpena. Landareen Biologia Molekularrari buruzko XIV. Salamanca (Espainia) (2018).
- Kartelaren aurkezpena. 10. ISRR Nazioarteko Sinposioa. Israel (2018
Munduko biztanleria 11.200 milioira iritsiko dela espero da 2100. urterako. Klima-aldaketaren aurrean, ura eta elikadura segurtasuna gizateriak etorkizun hurbilean izango duen erronka handienetako bat bihurtu dira. Testuinguru horretan, nekazaritzak, gizakien eta animalien elikagaien iturri nagusi gisa, garrantzi berezia du. Premiazkoa da ur eskasietan hazi daitezkeen labore erresistenteagoak hobetzea eta sortzea.
Ingurune lehorretara modu naturalean eboluzionatu eta egokitu diren landare-espezieen azterketa genetikoak ezagutza-iturri bat eskaintzen du behar horri erantzuteko. Landareetan, sustrai-sistema lurzoruko ura eta mantenugaiak xurgatzeaz arduratzen da. Ingurugiro-baldintzak kaltegarriak direnean, lehortea adibidez, sustraiek erantzun behar diete. Landare-sustraian zelula-mota espezifikoak daude, endodermisa eta exodermisa, eta horiek, bereizten direnean, baldintza kaltegarri horiei aurre egiten laguntzen dieten oztopoak sortzen dituzte.
Hala ere, gaur arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak ezezagunak izaten jarraitzen dute, baita haren garapena zehazten duten erregulazio mekanismoak berdinak edo desberdinak diren ere.
ROOT BARRIERS proiektuak galdera horiei erantzun die tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketa aztertuz, bi geruzak garatzen dituen landare-espezie batean. Exodermisaren eta endodermisaren bereizketa aztertu dugu Solanum lycopersicum 'M82' etxeko espezieak eta Solanum pennellii basatiak erabiliz, sustrai-morfologia eta garapen zelular desberdinak dituztelako eta bereizketa-ezaugarrietan desberdinak direla ikusi dugu.
Gainera, gure emaitzek iradokitzen dute tomatean endodermisaren eta exodermisaren bereizketak ez dituela erregulatzaile molekular berdinak partekatzen. Zenbait ikerketek agerian utzi dute endodermisaren eta exodermisaren bereizketa goiztiar gertatzen dela gatz-estresari erantzuteko.
ROOT BARRIERS proiektuak gatz-estresak tomate-sustraietako endodermisaren eta exodermisaren bereizkuntzan nola eragiten duen aztertzea zuen helburu, S. lycopersicum 'M82' eta S. pennellii ere erabiliz. Gainera, bi zelula-mota hauen eginkizuna bereziki interesgarria da, S. pennellii gazitasunarekiko tolerantzia-espeziea baita, eta horrek iradokitzen du inguruneak zuzenean erregula dezakeela zelula-mota zehatz baten garapena. Landare transgeniko egonkorrak sortu ditugu RNA mezularia bereziki endodermisa eta exodermisa isolatzeko kontrol eta gatz-estres baldintzetan. Horrela, bi zelula-mota horien bereizketan parte hartzen duten erregulatzaileak identifikatu ahal izango ditugu eta gatz-estresak nola eragiten duen haien bereizketaren kontrola maila molekularrean.
Sustrai-sistemak landarea ainguratzen du eta bere zelulek ura eta mantenugaiak xurgatzen dituzte. Landareak organismo sesilak direnez, kanpoko konposatuen sarrera kontrolatzea ezinbestekoa da haien biziraupenerako. Landare baskularretan, endodermisa sustraiaren lur-ehunaren barruko zelula-geruza da, landareen baskulaturan sartzea kontrolatzen duena lurzorutik solutuen hedapen askerako oztopo bat eratuz. Horrez gain, landare-espezie askok exodermis geruza bat ere badute, hesi gisa ere jokatzen duena. Exodermisa epidermisaren geruzaren barnean kokatzen da.
Egoera ezberdinean, bi geruzetako zelulek Caspariko banda bat dute. Arabidopsis-en, Casparian banda lignina-itxurako egitura bat da, zelulen gurutze-sekzioan eta bigarren mailako zelulen hormaren inguruan eraztun gisa metatzen dena. Duela gutxi, Arabidopsis-en endodermiko desberdintzearen garapen-esparrua deskribatu da eta eragile molekular garrantzitsu batzuk identifikatu dira.
Hemen, endodermisaren eta exodermisaren bereizketa era berean arautzen ote den aztertu genuen. Arabidopsis-ek exodermisa ez duenez, proposatutako proiektuak tomate-erroa erabiliko du eredu-sistema gisa endodermisaren eta exodermisaren bereizketa maila fenotipiko eta molekularrari aurre egiteko. Horrez gain, egokitu diren ingurune antzekoetan hazten diren espezieen arteko ezberdintasunak aztertuko dira.
Arazo honi aurre egiteko, garatu berri diren tresnak eta teknologiak erabiliko dira tomate-errotik zelula-mota espezifikoko transkriptoma bat lortzeko, baita sistemen biologiarako eta hurbilketa genomikorako beharrezkoak diren datuen analisia ere. Proposatutako proiektuak ikuspegi berriak emango ditu tomatearen endodermisa eta exodermisa maila fenotipikoan eta molekularra duten garapenari buruz, eta beste landare-espezie batzuetan aztertzeko oinarriak jarriko ditu.
Orain arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duen mekanismo molekularra ezezaguna da, Arabidopsis thaliana organismo ereduak ez baitu osatzen. Endodermisak eta exodermisak lurzorutik ura eta solutuen sarrera kontrolatzen duten oztopoak osatzen dituzte.
ROOT BARRIERS proiektuarekin, tomatea eredu-sistema gisa hartuta, endodermisaren eta exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak berdinak ala desberdinak diren deskribatuko dugu lehen aldiz. Horrez gain, lehorteari moldagarritasunari dagokionez desberdinak diren bi tomate espezie aztertzen ari gara. Endodermisaren eta exodermisaren erantzuna gatz-baldintzekin alderatuz gero, bi espezie hauetan zelula-mota hauen erantzun diferentzial batek ur-estresarekiko duten tolerantzia desberdina bideratzen duen argitzeko aukera emango digu. Oztopo horien eraketa kontrolatzen duten geneak argitzeak sustraien erantzuna modulatzen lagunduko digu estres-baldintzetan, hala nola lehortea eta gazitasuna.
Proiektu honen epe luzerako eragin sozioekonomikoa lehorte-baldintzetan hazi daitezkeen labore erresistenteen garapenean oinarrituko da, etorkizuneko klima-aldaketarekin basamortuko eremuen hazkundea espero baita.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Lotutako proiektuak
