H2020 SUSTRAIEN HESIAK Proiektua: Tomateen sustraien endodermisa eta exodermisa bereizketa kontrolatzen duten mekanismo molekularrak
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2016 -2019
- Esleitutako Aurrekontua 239.191,2 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea ROOT BARRIERS
Munduko biztanleria 11.200 milioira iristea espero da 2100erako. Klima-aldaketaren atarian dagoenez, uraren eta elikagaien segurtasuna gizateriak etorkizun hurbilean izango dituen erronka handienetako bat bihurtu da. Testuinguru honetan, nekazaritza, gizakien eta animalien elikadura-iturri nagusi gisa, bereziki garrantzitsua da. Premiazkoa da ur eskasiaren baldintzetan haz daitezkeen labore erresilienteagoak hobetzea eta sortzea. Ingurune idorretara eboluzionatu eta naturalki egokitu diren landare-espezieen azterketa genetikoak behar horri erantzuteko ezagutza-iturri bat eskaintzen du. Landareetan, sustrai-sistemak lurzorutik ura eta mantenugaiak xurgatzeaz arduratzen da. Ingurumen-baldintzak kaltegarriak direnean, hala nola lehortea, sustraiek horiei erantzun behar diete. Landareen sustraian zelula mota espezifikoak daude, endodermisan eta exodermisan, eta hauek, bereizten direnean, baldintza kaltegarri horiei aurre egiten laguntzen duten hesiak eratzen dituzte. Hala ere, gaur egun arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak ezezagunak dira, baita haren garapena zehazten duten mekanismo erregulatzaileak berdinak edo desberdinak diren ere. ROOT BARRIERS proiektuak galdera hauei erantzun die tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketa aztertuz; landare-espezie horrek bi geruzak garatzen ditu. Exodermisaren eta endodermisaren bereizketa aztertu dugu etxekotutako Solanum lycopersicum 'M82' espeziea eta basatia den Solanum pennellii erabiliz, sustraien morfologia eta zelulen garapen desberdinak baitituzte eta bereizketa-ezaugarrietan desberdinak direla ikusi dugulako. Gainera, gure emaitzek iradokitzen dute tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketak ez dituela erregulatzaile molekular berdinak partekatzen. Ikerketa batzuek agerian utzi dute endodermisaren eta exodermisaren bereizketa gatz-estresari erantzunez goiz gertatzen dela. ROOT BARRIERS proiektuaren helburua gatz-estresak tomate-sustraien endodermisaren eta exodermisaren bereizketan nola eragiten duen aztertzea zen, S. lycopersicum 'M82' eta S. pennellii ere erabiliz. Gainera, bi zelula mota hauen eginkizuna bereziki interesgarria da, S. pennellii gazitasunarekiko tolerantzia duen espeziea baita, eta horrek iradokitzen du inguruneak zuzenean erregulatu dezakeela zelula mota espezifiko baten garapena. Landare transgeniko egonkorrak sortu ditugu RNA mezularia endodermisetik eta exodermisetik isolatzeko, kontrol- eta gatz-estres baldintzetan. Horrela, bi zelula mota hauen bereizketan parte hartzen duten erregulatzaileak identifikatu ahal izango ditugu, eta gatz-estresak nola eragiten duen haien bereizketaren kontrola maila molekularrean.
Proiektuaren hasieratik egindako lana
- SlCASP, SlSGN3, SlCIF2 eta SlMYB36 geneen adierazpen-eredua tomatearen sustraian.
- SlCASP proteinen lokalizazioa tomatearen sustraian.
- Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-n endodermis eta exodermis bereizketarako garapen-esparrua kontrol- eta gatz-estres baldintzetan.
- Exodermisaren sustatzaile espezifiko baten identifikazioa.
- INTACT eta TRAP lerroen sorrera Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-n endodermisaren eta exodermisaren mRNA profilatzeko.
- Exodermisan eta endodermisan apoplastikotasunaren bidea probatzea trazatzaile espezifikoak erabiliz.
- Endodermal eta exodermal bereizketan potentzialki parte hartzen duten gene hautagaietarako CRISPR mutanteak.
- Endodermisaren eta exodermisaren transkripzio-profila kontrolpean eta gatz-estres baldintzetan.
Lortutako emaitzak - Tomatearen endodermisa eta exodermisa bereizteko garapen-esparru desberdinak daude.
- Tomatearen homologoak diren Arabidopsis-en endodermisaren bereizketa kontrolatzen duten molekula-eragileek ez dute adierazpen-eredu espezifikorik erakusten ez endodermisean ez exodermisean, gutxienez bietan adierazten baitira. Batzuk kortexeko eta epidermiseko zeluletan ere adierazten dira.
- Exodermisarentzat espezifiko den sustatzaile bat identifikatu dugu. INTACT eta TRAP protokoloak erabiliz, exodermis zelulen mRNAren profila zehatz-mehatz egin ahal izango dugu.
- Gatz-estresak modu desberdinean eragiten du sustraien garapenean eta endodermisaren eta exodermisaren bereizketan Solanum lycopersicum eta Solanum pennelli-n.
- Tomatearen exodermisak erantzun plastikoa erakusten du gatz-estres baldintzetan hesi apoplastikoak eratzean.
Emaitzen ustiapena eta zabalkundea
Sustraien Oztopoak proiektuaren emaitzak honako hitzaldi hauetan aurkeztu ziren: - Posterren aurkezpena. Sustraien Garapenari buruzko 8. Nazioarteko Sinposioa. Umea (Suedia, 2017)
- Posterren aurkezpena. FASEBen bilera. Vermont (AEB) (2017)
- Ahozko aurkezpena. Landareen garapena eta ur-estres. Asilomar (AEB) (2017)
- Posterren aurkezpena. Landareen Biologia Molekularrari buruzko XIV. Bilera. Salamanca (Espainia) (2018).
- Posterren aurkezpena. 10. ISRR Nazioarteko Sinposioa. Israel (2018)
Munduko biztanleria 11.200 milioira iristea espero da 2100erako. Klima-aldaketaren atarian dagoenez, uraren eta elikagaien segurtasuna gizateriak etorkizun hurbilean izango dituen erronka handienetako bat bihurtu da. Testuinguru honetan, nekazaritza, gizakien eta animalien elikadura-iturri nagusi gisa, bereziki garrantzitsua da. Premiazkoa da ur eskasiaren baldintzetan haz daitezkeen labore erresilienteagoak hobetzea eta sortzea.
Ingurune idorretara eboluzionatu eta naturalki egokitu diren landare-espezieen azterketa genetikoak behar horri erantzuteko ezagutza-iturri bat eskaintzen du. Landareetan, sustrai-sistemak lurzorutik ura eta mantenugaiak xurgatzeaz arduratzen da. Ingurumen-baldintzak kaltegarriak direnean, hala nola lehortea, sustraiek horiei erantzun behar diete. Landareen sustraian zelula mota espezifikoak daude, endodermisan eta exodermisan, eta hauek, bereizten direnean, baldintza kaltegarri horiei aurre egiten laguntzen duten hesiak eratzen dituzte.
Hala ere, gaur egun arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak ezezagunak dira, baita haren garapena zehazten duten mekanismo erregulatzaileak berdinak edo desberdinak diren ere.
ROOT BARRIERS proiektuak galdera hauei erantzun die tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketa aztertuz; landare-espezie horrek bi geruzak garatzen ditu. Exodermisaren eta endodermisaren bereizketa aztertu dugu etxekotutako Solanum lycopersicum 'M82' espeziea eta basatia den Solanum pennellii erabiliz, sustraien morfologia eta zelulen garapen desberdinak baitituzte eta bereizketa-ezaugarrietan desberdinak direla ikusi dugulako.
Gainera, gure emaitzek iradokitzen dute tomatearen endodermisaren eta exodermisaren bereizketak ez dituela erregulatzaile molekular berdinak partekatzen. Ikerketa batzuek agerian utzi dute endodermisaren eta exodermisaren bereizketa gatz-estresari erantzunez goiz gertatzen dela.
ROOT BARRIERS proiektuaren helburua gatz-estresak tomate-sustraien endodermisaren eta exodermisaren bereizketan nola eragiten duen aztertzea zen, S. lycopersicum 'M82' eta S. pennellii ere erabiliz. Gainera, bi zelula mota hauen eginkizuna bereziki interesgarria da, S. pennellii gazitasunarekiko tolerantzia duen espeziea baita, eta horrek iradokitzen du inguruneak zuzenean erregulatu dezakeela zelula mota espezifiko baten garapena. Landare transgeniko egonkorrak sortu ditugu RNA mezularia endodermisetik eta exodermisetik isolatzeko, kontrol- eta gatz-estres baldintzetan. Horrela, bi zelula mota hauen bereizketan parte hartzen duten erregulatzaileak identifikatu ahal izango ditugu, eta gatz-estresak nola eragiten duen haien bereizketaren kontrola maila molekularrean.
Sustrai-sistemak landarea eusten 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 ehun lurdunaren barneko zelula-geruza da, eta landarearen baskulatura sartzea kontrolatzen du, lurzorutik solutuen difusio askea eragotziz. Horrez gain, landare-espezie askok exodermis geruza bat ere badute, eta hori ere hesi gisa jokatzen du. Exodermisa epidermis geruzaren barnealdean dago.
Egoera bereiztuan, bi geruzatako zelulek Caspariar banda bat dute. Arabidopsis-en, Caspariar banda lignina antzeko egitura bat da, zelulen zeharkako sekzioan eta bigarren mailako zelula-hormaren inguruan eraztun gisa metatzen dena. Duela gutxi, Arabidopsis-en endodermoaren bereizketaren garapen-esparrua deskribatu da eta molekula-eragile garrantzitsu batzuk identifikatu dira.
Hemen, endodermisaren eta exodermisaren bereizketa modu berean erregulatzen den aztertu dugu. Arabidopsisak ez duenez exodermisik, proposatutako proiektuak tomatearen sustraia erabiliko du eredu-sistema gisa endodermisaren eta exodermisaren bereizketa fenotipiko eta molekular mailan jorratzeko. Horrez gain, egokitu diren ingurunearen antzeko inguruneetan hazten diren espezieen arteko desberdintasunak aztertuko dira.
Arazo honi aurre egiteko, tresna eta teknologia berriak erabiliko dira tomatearen sustraitik zelula mota espezifiko bat lortzeko, baita sistemen biologiarako eta ikuspegi genomikoetarako beharrezkoak diren datuen analisiak ere. Proposatutako proiektuak tomatearen endodermisaren eta exodermisaren garapenari buruzko ikuspegi berriak emango ditu maila fenotipiko eta molekularrean, eta beste landare-espezie batzuetan aztertzeko oinarriak ezarriko ditu.
Gaur arte, exodermisaren bereizketa kontrolatzen duen mekanismo molekularra ezezaguna da, Arabidopsis thaliana organismo eredugarriak ez baitu sortzen. Endodermisak eta exodermisak lurzoruko ura eta solutuak sartzea kontrolatzen duten hesiak eratzen dituzte.
ROOT BARRIERS proiektuarekin, tomatea eredu-sistema gisa erabiliz, lehen aldiz deskribatuko dugu endodermisaren eta exodermisaren bereizketa kontrolatzen duten faktore molekularrak berdinak edo desberdinak diren. Horrez gain, lehortearekiko egokitzapenean desberdinak diren bi tomate espezie aztertzen ari gara. Bi espezie hauen endodermisaren eta exodermisaren erantzuna gatz-baldintzei alderatzeak argitzeko aukera emango digu ea zelula mota hauen erantzun desberdin batek ur-estresarekiko duten tolerantzia desberdina eragiten duen. Oztopo horien eraketa kontrolatzen duten geneak argitzeak sustraien erantzuna modulatzen lagunduko digu lehorte eta gazitasun bezalako estres baldintzetan.
Proiektu honen epe luzerako eragin sozioekonomikoa lehorte-baldintzetan haz daitezkeen labore erresilienteagoen garapenean oinarrituko da, klima-aldaketaren hurbilketarekin basamortu-eremuen handitzea espero baita.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Lotutako proiektuak
