Новини

АгроБиоИнститут (АБИ) координира проект за бобови растения.

Стартираха изследвания по функционална геномика чрез прилагане на методите на права и обратна генетика.

Съвременните изследвания при растителната биология имат за цел да проучат генотипа на растението и неговото взаимодействие с промените в околната среда. Такива сложни изследвания са фокусирани върху широкомащабни експерименти, базирани на молекулярната биология и функционална геномика. Групата по „Функционална генетика“ при бобови култури към отдел „Функционална генетика абиотичен и биотичен стрес“ при АгроБиоИнститут – София има дългогодишен опит при изследвания по функционална геномика с моделни бобови растения и моделното растение Arabidopsis thaliana. На основата на създадената мутантна колекция от Medicago truncatula екипът от група Функционална генетика – Бобови, АБИ, който е част от мрежата научни звена на Селскостопанска академия, стана координатор на проект „Интегрирана функционална и сравнителна геномика на моделните бобови растения Medicago truncatula и Lotus japonicus“, финансиран от фонд „Научни изследвания“ към Министерство на образованието и науката към конкурс „Идеи“, обявен през 2008 г. В рамките на този проект стартираха изследвания по функционална геномика на бобови в България чрез прилагане на методите на права и обратна генетика. Ключови гени, отговорни за растителното развитие и процеса на азотфиксация, са клонирани и прехвърлени в генома на моделните видове Medicago truncatula, Lotus japonicus и Arabidopsis thaliana с цел проучване на функцията и взаимодействието им с други гени. Натрупаните знания по функционална геномика и създадените трансгенни растения с модифицирана експресия при моделните растения, станаха фундамент за инициирането и финансирането на три нови проекта през последните години, които в детайли проучват функцията и взаимодействията на гени с практически интерес. Първият проект е „Кръстосано взаимодействие между ауксин и стриголактони в растения Medicago truncatula с модифициран ауксинов транспорт” – младежки конкурс през 2016 г. Другите два проекта от конкурса за научни изследвания, обявен през 2017 г., са „Функционални и биоинформатични анализи на GRAS транскрипционни фактори, свързани с отговора към абиотичен и биотичен стрес при едногодишна (Medicago truncatula) и многогодишна (Medicago sativa) люцерна“ и проект „Транскриптомни и метаболомни изследвания на гени участващи в процесите на зреене на семената и нодулирането при бобови“.

Натрупаните знания при моделните бобови растения позволиха на екипа на АБИ да се концентрира в изследвания при културни бобови растения и в частност – соя. Комплексните иновативни изследвания при моделни и културни растителни видове се наричат „омика“ (omics) и включват геномика, транскриптомика, протеомика и метаболомика. Тези „omics“ подходи се прилагат в много изследователски групи, работещи с моделни и културни растения, включително соя. През последните две десетилетия бяха натрупани много данни от проведените „omics” експерименти и в резултат на това бяха създадени обширни бази данни за соя (Soybean Knowledge Base, http://soykb.org – база данни за соеви транскрипционни фактори http://casp.rnet.missouri.edu/soydb/; база данни за метаболоми на соя http://soymetdb.org. Иновативни изследвания с български сортове соя, базирани на посочените по-горе подходи бяха проведени от нашата група през последните 3-4 години в рамките на разработвани проекти „Legumes Translated“ и РП 1.3 на Национална научна програма „Храни“. В рамките на изследователски период 2019-2021 г. екипът на АБИ прилага иновативен подход за предварителна обработка на семена от соя с ниска температура преди сеитба. Опитът е проведен с два български сорта соя: „Авигея“ и „Ричи“ в сравнение с френски стандарт сорт „Изидор“. В експерименталната работа предварителната обработка на семената на соята с ниска температура /2-5°C/, е направена за два периода от 12 дни – наречени „третирана контрола“ и 22 дни – наречени „третирани“. Изследването е фокусирано върху това как нискотемпературната предварителна обработка на соевите семена по-късно повлиява производителността, морфологията на растенията, нивото на транскрипция на избрани гени и количеството свободни аминокиселини, мастни киселини и захари, открити в зелени и зрели семена, събрани от растения, отгледани от предварително третирани семена. Всички тези параметри са сравнени със соеви растения, отгледани от „нетретирани“ семена. Експерименталните резултати са изключително интересни и са отразени в две публикации (Iantcheva et al. 2021; Naydenova et al. 2022). Изследванията при бобови култури (соя и детелина) продължават в рамките на новия европейски проект „Legume generation“ 2023-2028 г. и проект към ССА 2023-2025 г.

Предстои да се изследва потомството на растения, порасли от претретираните с ниска температура семена чрез транскриптомни и физиологични анализи. Задълбочават се молекулярните анализи върху генетичното разнообразие на създадените до момента българските сортове и линии соя чрез прилагане на молекулярни маркери (CAPS, SSR) и се детайлизират резултатите, получени от фитопатологични анализи от предходния период.