"Ukryte piękno korzenia" "Pakiet narzędzi biotechnologicznych służących indukowanej mutagenezie u jęczmienia FAO/IAEA Coordinated Research Project (CRP) Nr 15419/R0" Michał Słota, Iwona Szarejko, Miriam Szurman-Zubrzycka Uniwersytet Śląski w Katowicach, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Genetyki, ul. Jagiellońska 28, 40-032 Katowice e-mail: mslota@us.edu.pl e-mail: iwona.szarejko@us.edu.pl Roślinna biżuteria. Siewka jęczmienia odmiany "Karat" z pozostałościami substratu, wykorzystywanego w opracowanym systemie Ukryte piękno korzenia. Fragment systemu korzeniowego siewki jęczmienia odmiany "Karat" z pozostałościami substratu, wykorzystywanego w opracowanym systemie

Opis popularnonaukowy projektu

Najpiękniejsze odmiany róż demonstrują bajeczne barwy. Najcenniejsze tulipany szczycą się finezyjnym rysunkiem i precyzyjną wycinanką krawędzi płatków. Powojniki, storczyki, nawet chryzantemy, czy niezliczone odmiany lilii wzbudzają zachwyt na pierwszy i każdy kolejny rzut oka. Wyselekcjonowane odmiany roślin muszą oczarować urodą i w tym jedynie celu podejmuje się skomplikowane zabiegi biotechnologiczne. Odmiany roślin, na których nie tyle barkach, co na dorodnych, grubych, soczystych, symetrycznych i jędrnych owocach, kłosach, kolbach czy łodygach spoczywa ciężar wyżywienia populacji ludzkiej, też skupiają uwagę naukowców i użytkowników. Walory ich części ciała także da się ocenić jednym fachowym spojrzeniem.
Jedynie korzenie, wydawałoby się, pozostają na uboczu zainteresowań, o ile nie są podziemną częścią manioku, batatu czy poczciwej marchewki. Tymczasem bagatelizowanie wyglądu korzeni można w przybliżeniu porównać do marginalizowania szczegółów budowy aparatu gębowego dowolnego gatunku zwierzęcia, od mrówki po słonia. Porównanie to, choć obrazowe, jest jednak niewystarczające, gdyż korzenie roślin obok funkcji zasilania ich organizmu w wodę i sole mineralne pełnią także liczne inne funkcje. Mocują roślinę w gruncie, magazynują zapasy energii, często współpracują z bakteriami i grzybami zwiększając dostawę makro- i mikroelementów, ułatwiają wspinanie się po podporach, a także, w postaci ssawek, odżywiają rośliny pasożytujące na innych roślinach. Znaczenie korzeni jest więc na tyle niebagatelne, że warto przyjrzeć się im bliżej, pomimo trudności związanych z ich bezpośrednią obserwacją w warunkach naturalnych. Trud odsłonięcia tajemnic korzenia jest warty poniesienia. Manipulacje genetyczne, podobne do tych, które pozwoliły zintensyfikować owocowanie lub zwiększyć kaloryczność nadziemnych, jadalnych części roślin uprawnych, w przypadku korzeni mogą przynieść wiele kolejnych korzyści: ułatwić ukorzenianie się w płytkiej warstwie gleby, przetrwać dłużej w warunkach suszy lub zintensyfikować symbiozę z mikroorganizmami tam, gdzie podłoże jest jałowe lub wyeksploatowane. A gdy uzyskany mutant, jeden z wielu powołanych do życia w laboratorium genetycznym, okaże się spełniać pokładane w nim nadzieje, w pełni zasłuży na miano, jakie nosi jedna z odmian jęczmienia: "Karat".

Streszczenie naukowe

Realizowany w Katedrze Genetyki Uniwersytetu Śląskiego projekt jest częścią międzynarodowego programu badawczego Coordinated Research Project Enhancing the Efficiency of Mutagenesis through an Integrated Biotechnology Pipeline, koordynowanego przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (IAEA) w Wiedniu. Celem projektu "Biotechnology package for enhancing induced mutagenesis in barley: jest opracowanie zintegrowanego pakietu metod uzyskiwania i charakteryzowania linii jęczmienia niosących mutacje w genach związanych z rozwojem systemu korzeniowego. Do kluczowych cech warunkujących prawidłowy rozwój roślin w warunkach stresowych należy architektura systemu korzeniowego, której ukształtowanie gwarantuje właściwą absorpcję wody i składników mineralnych. Selekcja cech w tradycyjnej hodowli roślin, z uwagi na ograniczenia natury technicznej, opiera się w przeważającym stopniu na cechach rozwojowych pędu. Pełna analiza fenotypu dla korzenia i pędu u zidentyfikowanych form daje możliwość precyzyjnej identyfikacji wpływu mutacji na morfogenezę rośliny. Stanowi to duże udogodnienie przy selekcji preferowanych cech agronomicznych, dzięki uwzględnieniu roli korzenia w kształtowaniu fenotypu rośliny. W ramach jednego z zadań projektu opracowano system do fenotypowej analizy architektury systemu korzeniowego roślin jednoliściennych umożliwiającego automatyczne zaopatrywanie roślin w pożywkę. Opracowany system umożliwia wydajną, precyzyjną i cechującą się wysoką powtarzalnością analizę cech budowy systemu korzeniowego zbóż, pozwalając na porównanie ich fenotypu u testowanych mutantów i formy wyjściowej. Regulacja morfogenezy korzenia roślin zbożowych jest wieloetapowym procesem, którego dogłębne poznanie stanowi ważny przedmiot badań podstawowych, posiadający jednocześnie znaczenie praktyczne związane z potencjalną identyfikacją nowych alleli genów o wysokim znaczeniu w hodowli roślin.

Komitet Organizacyjny

Sponsorzy

Patronat medialny