H2020 TOMACOP Proiektua: Kobrearen homeostasia eta kobre gabeziaren ondorioak tomate landareetan eta fruituaren kalitatean
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2019 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 170.121,6 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia Horizonte 2020
- Proiektuaren webgunea TOMACOP
In vitro, hidroponia eta negutegiko analisi bidez, landarearen hazkuntzaren ondoriozko aldaketa fisiologiko eta biokimikoak ebaluatu genituen Cu erabilgarritasun ez-optimoan. Sustraien eta kimuen luzera nabarmen murriztu zen, baita landare bakoitzeko pisu lehorra eta biomasa ere. Lore kopurua eta etekin osoa ere gutxitu ziren Cu gabeziaren ondorioz. Fruituaren kanpoko kalitateari eta nutrizio-egoerari dagokionez, Cu eskuragarritasun eskasak ez zuen kolorearen bilakaera aldatu fruituaren heltze-prozesuan, baina fruitua biguntzeko abiadura bizkortu eta barneko azidotasuna handitu zuen uztaren ondoren. Era berean, estres honek fruituaren antioxidatzaile gaitasuna handitu zuen, ziurrenik C bitamina edukia handitzeagatik, baina eragin txikia izan zuen fenol, flavonoide eta likopeno eduki osoan. Gainera, fruituak pitzatzearen intzidentzia eta patogenoen infekzioarekiko sentikortasuna handitu egin ziren Cu gabezia baldintzetan hazitako landareetatik bildutako fruituetan. Azkenik, gizakien osasunerako garrantzitsuak diren mikronutrienteen edukia, hala nola Cu eta Fe, aldatu egin zen Cu gabeziaren estres baldintzei erantzunez.
Emaitza hauek bi eskuizkribu ezberdinetan banatu dira eta nazioarteko sinposioetan eta hainbat zabalkunde-mintegitan aurkeztu dira.
Tomate landareetan eta fruituetan Cu gabeziaren estres erantzunaren oinarrian dauden mekanismo molekularrak ere aztertu genituen. Kobrezko garraiatzaileen familiako (SlCOPT1-6) sei kide identifikatu ziren eta haien bigarren eta hirugarren mailako egiturak, baita interakzio-sare potentziala eta geneen adierazpen-ereduak ere, aztertu ziren. Gainera, bere funtzionaltasuna legamiaren osagarritasun-adierazpen-analisiak erabiliz ebaluatu genuen. Emaitza hauek adierazten dute SlCOPT1 eta SlCOPT2 guztiz funtzionalak direla eta COPTak nonahiago adierazten direla landare eta fruitu ehunetan. Bestalde, SlCOPT3 eta SlCOPT5-en adierazpena zurtoin eta fruitu ehunetan espezializatuta dago. Emaitza hauek dagoeneko argitaratu dira (10.1016/j.ijbiomac.2021.10.032) eta ABS Nazioarteko 6. Konferentzian aurkeztu dira gonbidatutako txosten baten bidez. Aldi berean, Cu nahikotasun eta gabezia baldintzetan hazitako landareen ehun desberdinen (sustraia, zurtoina, hostoa eta fruitua) transkriptoma alderatu genuen.
Hurrengo belaunaldiko sekuentziazioaren emaitzek erantzun komun multzo bat agerian utzi zuten, batez ere sustraian Cu xurgapena handitzera eta landarearen goiko aldeetara mobilizazioa hobetzera zuzenduta.
Funtzio hauek betetzen zituen SlCOPT nagusia SlCOPT2 izan zen, eta horrek adierazten du Cu garraiatzaile hau dela tomate landareetan Cu xurgapena eta banaketa hobetzeko helbururik sinesgarriena, genomaren edizio-teknologiak erabiliz. Emaitza hauek bi eskuizkribu bereizitan argitaratuko dira. Bestalde, heltze gorri fasean (komertzialean) bildutako fruituen transkriptomika-analisi konparatiboak agerian utzi du organo honek ez dituela prozesu biologiko ugari erregulatzen Cu gabeziaren estresari erantzunez. Datu hauek oso baliotsuak dira, Cu homeostasiarekin lotutako geneen erregulazioan fruituen espezifikotasunak identifikatzeko aukera eman digutelako. Honek potentzial bioteknologiko itxaropentsua aurkezten du produktu honen mikronutrienteen edukia hobetzeko/optimizatzeko, eta horrek eragina izan dezake gizakien dietan eta, ondorioz, gizakien osasunean.
Kobrea (Cu) funtsezko mikronutrientea da, izaki bizidunengan bi ahoko ezpata gisa jokatzen duena, prozesu biologikoetan ezinbestekoa den erredox kofaktore aktiboa baita, baina gehiegizkoan toxikoa da. Gizakien dietan Cu maila ez-egokiek garapen neurologikoa kaltetu dezakete eta nahasmendu metabolikoak eragin ditzakete. Landareetan, Cu-k zeregin garrantzitsua du prozesu gakoetan. Ondorioz, landareak lurzoruan dagoen Cu-ren bioerabilgarritasunarekiko ere sentikorrak dira.
Beraz, Cu maila baxuek polenaren garapenean eta bideragarritasunean eragina izan dezakete, baita burdin gabeziaren aurrean ematen diren erantzunen erregulazioan ere, baina haren toxikotasunak DNAren kalteak, klorosia eta sustraien hazkuntzaren inhibizioa eragiten ditu, beste sintoma batzuen artean. Landareen nutrizio-gabeziak edo gehiegizkoak kontsumitzaileei transferitzen zaizkienez, ezinbestekoa da jangarri diren produktuetan Cuaren xurgapenaren eta banaketaren oinarrian dauden erregulazio-mekanismoak deszifratzea, baratzezaintzako laboreetan Cu maila defizitarioak edo toxikoak saihesteko, azken finean gizakien osasunean eragina izan dezaketenak. Gainera, Europan, lantzeko lurren % 20 inguru Cu gabezia du, eta hori Cu-z aberastutako ongarriak erabiliz konpentsatu da. Hala ere, EBk ohartarazi du praktika honek ingurumen-kostu handiak dituela eta kontsumitzaileen elikagaien segurtasuna arriskuan jartzen duela.
TOMACOPek lurzoruan Cu eskuragarritasun eskasak landareen hazkuntzan eta garapenean eta fruituaren nutrizio-egoeran eta kalitatean dituen ondorioak aztertzea izan zuen helburu, tomatea (Solanum lycopersicum) sistema esperimental gisa erabiliz. Emaitza nagusiek adierazten dute Cu eskuragarritasun eskasak ondorio kaltegarriak izan zituela landareen hazkuntzan eta errendimenduan, eta fruituaren mikronutrizio-balioa, merkaturatzeko gaitasuna eta uzta osteko kalitatea murriztu zituela.
Cu homeostasiarekin lotutako osagaien karakterizazioak eta espezie honetan Cu xurgapena erregulatzen duten mekanismo molekularretan ehunen espezifikotasunen identifikazioak arrasto garrantzitsuak eman dituzte EBko nekazaritzak duen erronkari aurre egiteko helburuarekin etorkizuneko hobekuntza bioteknologikoetarako.
Kobrea (Cu) funtsezko mikronutrientea da, izaki bizidunengan bi ahoko ezpata gisa jokatzen duena, prozesu biologikoetan ezinbestekoa den erredox kofaktore aktiboa baita, baina gehiegizkoan toxikoa da. Gizakietan, Cu dietaren bidez eskuratzen da eta haren gabeziak edo gehiegizkoak gaixotasun larriak eragiten ditu. Landareak lurzoruko Cu-ren bioerabilgarritasunarekiko ere sentikorrak dira, eta haien nutrizio-gabeziak edo gehiegizkoak kontsumitzaileei transferitzen zaizkie.
Beraz, ezinbestekoa da jan daitezkeen produktuetan Cu xurgapenaren eta banaketaren oinarrian dauden erregulazio-mekanismoak deszifratzea, baratzezaintzako laboreetan Cu maila defizitarioak edo toxikoak saihesteko, azken finean gizakien osasunean eragina izan baitezakete. Gainera, Europan, lantzeko lurren % 20 inguru Cu gabezia du, eta hori Cu-z aberastutako ongarriak erabiliz konpentsatu da. Hala ere, EBk ohartarazi du praktika honek ingurumen-kostu handiak dituela eta kontsumitzaileen elikagaien segurtasuna arriskuan jartzen duela.
TOMACOPek Cu gabeziak landareen hazkuntzan eta garapenean dituen ondorioak aztertuko ditu, baita nutrizio-egoeran eta fruituen kalitatean ere, munduko labore garrantzitsuenetako bat den tomatea (Solanum lycopersicum). Cu homeostasiaren osagaien karakterizazioak eta Cu xurgapena erregulatzen duten mekanismo molekularretan ehunen espezifikotasunen identifikazioak pista garrantzitsuak emango ditu etorkizuneko hobekuntza bioteknologikoetarako, EBko nekazaritzak duen erronkari aurre egiteko helburuarekin.
Proposamen honek nekazaritza eta elikadura zientzia globalerako garrantzia duen gai bat jorratzen du ikerketa honetan zehar garatutako punta-puntako teknologien bidez. Alde batetik, proiektu honek tomatearen hazkuntza-baldintzak optimizatzen lagunduko duten emaitzak eskaintzen ditu, eta, beraz, fruituaren nutrizio- eta kanpoko kalitatearen galera eta, ondorioz, fruta freskoaren balio ekonomikoaren galera murrizten lagunduko dute.
Gainera, orain arte lortutako emaitzek tomate landareei eta fruituei buruzko oinarrizko ezagutza ezartzen dute, Cu gabeziarekiko/toxikotasunarekiko erresilientzia hobetzeko helburuarekin sortutako estrategia bioteknologikoak etorkizunean garatzeko. Gainera, emaitza hauek ikerketa-lerro berriak irekitzen dituzte, gaixotasunen erresistentzian oinarrituta, fruituaren Cu edukia hobetuz, eta horrek pestiziden erabilera murriztea eta fruituen pitzadura-intzidentziaren mekanismoak hobeto ulertzea ekarriko du, eta horrek fruituen merkaturatzean eta elikagaien xahuketan eragina izango du.
Ikerketa aplikatuaren eta oinarrizko ikerketaren osagaiak funtsezkoak dira EBk gaur egun sustatzen dituen estrategietan, Horizon 2020 programan islatzen den bezala, non elikagaien segurtasuna, nekazaritza jasangarria eta baliabideen eraginkortasuna gizarte-erronka nagusitzat hartzen diren.
Gainera, oinarrizko ikerketa Cu estresarekiko tolerantzia duten laboreen hobekuntzan aplikatzeak erronka erabakigarria dakar elikagaien segurtasunerako, testuinguru globalean, non Cu lurzoruan dagoen mantenugai gabea edo ongarrien erabilera arduragabearen ondorioz metatutako elementu toxikoa den.
Munduko biztanleria hazten jarraitzen duen heinean eta bizi-itxaropena ere azkar handitu den heinean, ez da garrantzitsua gizakien osasunerako elikagaien ekoizpena handitzea bakarrik, baita haien kalitatea hobetzea ere. Landare-zientziako eta genomikako oinarrizko ezagutzaren aplikazio arrakastatsua funtsezkoa izango da etorkizuneko elikagaien segurtasunerako eta mundu osoko nekazaritza-negozioetarako. Elikagai osasuntsuago eta kalitate handiagokoen ekoizpen jasangarrirako ikerketa translazional hau landare-zientzien ekarpen ikusgarria da, ez bakarrik Europako gizartearentzat, baita munduko gizartearentzat ere.
- CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC)
Lotutako proiektuak
