Integrace signálu a epigenetické reprogramování pro produktivitu rostlin

Cíle projektu

Hlavním cílem projektu je identifikovat klíčové regulátory umožňující integraci signálních drah pro faktory vnějšího prostředí, hormony a faktory indukované stresem s epigenetickými regulacemi a stanovit jejich roli jako potenciálních cílů v produkci rostlin odolných vůči stresu. Projekt má za cíl popsat klíčové signální a/nebo regulační komponenty u Arabidopsis a vybraných plodin a prozkoumat jejich genetickou variabilitu. Informace poslouží k cílenému zlepšení brukví (Brassica sp.) a brambor s konečným cílem získání plodin s vyšší schopností přežití a vyššími výnosy za stresových podmínek (zejména sucha).

Hlavní cíl výzkumu je rozdělen do dvou dílčích cílů:

• Objasnění mechanismu signálních a epigenetických regulací u rostlin a zhodnocení jejich potenciálu při cíleném zlepšování plodin
• Zkoumání nových přístupů ve fenotypování rostlin

Projektové cíle a očekávané výsledky jednotlivých výzkumných skupin vedou k naplnění cílů celého projektu.

Projektový cíl I. Určení nových interakcí mezi klíčovými signálními drahami a popis jejich významu v abiotických interakcích.

Očekávané výsledky:

• Identifikace nových mechanismů umožňujících integraci světelné, cytokinové, auxinové a teplotní signalizace
• Získání znalostí o úloze ABC transportérů při zprostředkování tolerance k těžkým kovům, toxicitě DNT a suchu
• Seznam nových reportérů senescence u Arabidopsis
• Popis role epigenetického reprogramování v cytokininy řízené buněčné diferenciaci

Projektový cíl II. Popis klíčových signálních/regulačních komponent ve vybraných plodinách a výzkum jejich genetické variability.

Očekávané výsledky:

• Seznam genových variant kódujících proteiny MSP v Arabidopsis a Brassica sp. a role identifikované genetické variability ve schopnosti odpovídat na hormony (cytokininy)
• Popis mechanismu signalizace MSP u Brassica sp. a jeho srovnání s Arabidopsis
• Objasnění teplotní signalizace u Brassica sp.
• Seznam brzkých reportérů senescence u vybraných plodin
• První poznatky o mechanismech, které jsou základem epigenetických regulací u vybraných plodin (Brassica sp, brambor)

Projektový cíl III. Podrobná fenotypová analýza dostupných genetických zdrojů.

Očekáváné výsledky:

• První údaje o možném zapojení MSP ve stresové odpovědi plodin
• Popsání významných hráčů zapojených do interakce ROS a auxinu v Brassica sp.
• Vyvinutí nové metody sloužící ke zvýšení xenobiotické tolerance a degradace u tabáku

Projektový cíl IV. Získání souborů epigenetických, transkriptomových, proteomických a/nebo metabolických dat za účelem jejich integrace s výsledky obrazové analýzy.

Očekávané výsledky:

• Role identifikovaných alelických variant v MSP v transkriptomové a proteomické odpovědi na stres
• První mechanistické poznatky o epigenetických regulacích genomu v plodinách

Projektový cíl V. Cílená modifikace genomu pro zlepšení zdatnosti plodin prostřednictvím změn v klíčových (signálních) komponentech.

Očekávané výsledky:

• První údaje o úloze genetické variability v MSP signalizaci a stresu suchem u Brassica sp.
• Výsledky prokazující předpokládanou roli genů citlivých na teplotu v podmínkách stresu suchem a vysokou teplotou u řepky olejky.

Realizační tým

prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc. – excelentní výzkumník

doc. Mgr. Miroslava Fojtová, CSc. – klíčový výzkumník

doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D. – koordinátor projektu/excelentní výzkumník

Helene Robert Boisivon, Ph.D. – klíčový výzkumník

Doc. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. – klíčový výzkumník

Mgr. Petra Zavřelová – projektová manažerka

Ing. Terezie Schönová – administrátorka projektu

Ing. Hana Mutňanská– finanční manažer projektu

Partner projektu

Společnost Photon Systems Instruments, s.r.o. (PSI) je světovým leaderem ve vývoji a výrobě přístrojů pro zobrazování a monitorování biologických signálů v rostlinách a řasách. Společnost PSI zkonstruovala první přístroj pro zobrazování fluorescence chlorofylu a poskytuje špičkové technologie pro monitorování růstu a fyziologické aktivity v široké paletě vzorků od jednotlivých buněk až po velké plodiny a stromy.

Rozpočet společnosti PSI, s.r.o. v období 2018 až 2022 činí 22 000 000 Kč. Spoluúčast partnera je 50 %.

Kontakt

Mgr. Petra Zavřelová
Projektová manažerka
Kamenice 753/5, kancelář budova A35/127
Telefon: +420 54949 4205
e-mail: petra.zavrelova@ceitec.muni.cz

Ing. Terezie Schönová
Administrátorka projektu
Kamenice 753/5, kancelář budova A35/126
Telefon: +420 549 49 4444
e-mail: terezie.schonova@ceitec.muni.cz

Ing. Hana Mutňanská
Finanční manažer projektu
Kamenice 753/5, kancelář bud A35/134
Tel: +420 54949 5934
e-mail: hana.mutnanska@ceitec.muni.cz

Tento projekt je spolufinancován z ESIF prostřednictvím OP VVV.

​