Эксπир
Регистрация / Вход

Сигнальная регуляция дифференциальной экспрессии генов защитных белков растений при стрессах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.512.11.2051
Организация
ИБГ УНЦ РАН
Руководитель работ
Шакирова Фарида Миннихановна
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
3,21 млн
Внебюджетные средства
0,29 млн

Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам.
Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне.
Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
27.02.2007 - 31.03.2007
На 1-ом этапе осуществлено:
1.1. Проводится конкурс на закупку хроматографического оборудования, закуплены реактивы и препараты, необходимые для проведения НИР.
1.2. Синтезирован гомологичный последовательностям dhn8 гена дегидрина ячменя и мРНК Wcor410, Wcor410b, Wcor410с генов дегидринов пшеницы ПЦР-продукт, названный TADHN геном пшеницы, относящийся к разряду стрессовых белков. Проведение ОТ-ПЦР TADHN гена дегидрина показало, что 24-эпибрассинолид, представитель нового класса фитогормонов брассиностероидов, индуцирует экспрессию дегидриновых генов на фоне отсутствия изменений в количественном содержании АБК, что позволило впервые выявить наличие альтернативных путей гормональной регуляции транскрипции генов дегидрина. Методами ПЦР-SSCP анализа и геномного бисульфитного секвенирования у диплоидной пшеницы T. urartu и гексаплоидной пшеницы T. aestivum в промоторной области межгенного спейсера рДНК обнаружены различия в характере и степени метилирования цитозиновых остатков под влиянием цитокинина. С помощью подобранных по известной из банка данных нуклеотидной последовательности генов анионных пероксидаз прямого и обратного праймеров амплифицирован фрагмент, гомологичный полисахаридному сайту связывания, размером 220 пн, при использование которого в качестве положительного контроля выявлено участие хитоолигосахаридов в индукции экспрессии гена анионной пероксидазы в растениях пшеницы в норме и при инфицировании.
Развернуть
2
01.04.2007 - 30.09.2007
Впервые выявлено, что предотвращение стресс-индуцированного накопления эндогенной АБК при холодовом стрессе ингибитором синтеза АБК флуридоном существенно снижает, но не предотвращает активацию холод-индуцированной экспрессии TADHN гена дегидрина пшеницы, что свидетельствует о существовании независимых путей сигнальной (АБК, холод) регуляции гена дегидрина в растениях. Получены экспериментальные доказательства сигнальной роли Н2О2 в запуске защитных реакций, лежащих в основе развития устойчивости пшеницы к возбудителям грибных болезней. Резкое усиление генерации Н2О2 в точках нанесения инокулюма в обработанных салициловой кислотой (СК) и хитоолигосахаридами (ХОС) растениях способствует ограничению зоны распространения инфекции, тогда как ингибирование продукции Н2О2 приводит к интенсификации прорастания спор возбудителя и роста мицелия в растительных тканях. Это указывает на то, что Н2О2 служит интермедиатом в регуляции СК и ХОС устойчивости растений.
Впервые секвенированы фрагменты генов лектинов бобовых рода Trifolium sp. - T. repens, T. pratense и T. trichocephalum, включающие в свой состав последовательности, кодирующие углеводсвязывающий домен данных белков, ответственный за специфичность связывания конкретных представителей бобовых со своими ризобиями и становление полноценного бобово-ризобиального симбиоза, эффективного в фиксации молекулярного азота и повышении стресс-устойчивости растений.
Разработан оригинальный вариант метода сайт-направленного мутагенеза, позволивший создать химерные конструкции, представляющие полноразмерный ген лектина гороха (PSL) с заменой его углеводсвязывающего сайта на аналогичные фрагменты ДНК, кодирующие углеводсвязывающие домены лектинов астрагала нутового (PSL/AGL), эспарцета песчаного (PSL/OAL), донника белого (PSL/MAL) и клевера лугового (PSL/TPL). Проведенные исследования являются основой для расширения спектра перекрестных взаимоотношений растений и ризобий с целью обнаружения максимально эффективных партнеров среди макро- и микросимбионтов.
Развернуть
3
01.10.2007 - 31.10.2007
Выявлены множественные пути сигнальной регуляции генов CSP5 и TADHN, вовлекаемые в формирование устойчивости к холоду, опосредованно через стресс-индуцированное накопление АБК и независимо от нее. Методом ПЦР в реальном времени показано, что холод-индуцируемая экспрессия гена CSP5 обусловлена активацией в этих условиях кальциевых каналов и кальций-зависимых протеинкиназ. Выявлено, что ЭБ-индуцированная экспрессия гена CSP5 вносит важный вклад в реализацию защитного действия ЭБ на растения капусты при гипотермии, которое проявляется в быстром восстановлении ростовых процессов в условиях холодового стресса. Показано участие лектина пшеницы в ускорении восстановления митотической активности клеток апикальной меристемы корней после действия гипотермии. Обнаружено, что важным механизмом регуляции транскрипционной активности генов рРНК цитокинином является деметилирование цитозинов в промоторной области межгенного спейсера рДНК пшеницы. Выявлено участие хитоолигосахаридов в индукции экспрессии гена анионной пероксидазы в растениях пшеницы, с чем связано индуцирование болезнеустойчивости этими элиситорами. Показано, что резкое усиление продукции Н2О2 в точках инокуляции грибным патогеном в обработанных СК и ХОС растениях сопровождается ограничением зоны инфицирования, а подавление продукции Н2О2 в растительных тканях - интенсификацией прорастания спор возбудителя и роста мицелия. Это указывает на участие Н2О2 в качестве сигнального интермедиата в запуске защитных реакций в растениях индукторами устойчивости. Разработан оригинальный вариант метода сайт-направленного мутагенеза, позволивший создать химерные конструкции, представляющие полноразмерный ген лектина гороха (PSL) с заменой его углеводсвязывающего сайта на аналогичные фрагменты ДНК, кодирующие углеводсвязывающие домены других бобовых. Эти исследования - основа для расширения спектра перекрестных взаимоотношений растений и ризобий с целью выявления максимально эффективных партнеров среди макро- и микросимбионтов в фиксации молекулярного азота и повышении стресс-устойчивости и продуктивности растений.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.2 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по технологиям в области наук о жизни
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Клеточные технологии»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
40
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
72
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43