Identyfikacja czynników determinujących odporność jęczmienia ozimego (Hordeum vulgare L.) na suszę i mróz

Projekt MRiRW: Identyfikacja czynników determinujących odporność jęczmienia ozimego (Hordeum vulgare L.) na suszę i mróz

Dotacja MRiRW HOR hn-801-7/14

Streszczenie: Jęczmień ozimy jest gatunkiem zboża o wysokim potencjale plonotwórczym, dającym plon ziarna o dużej wartości paszowej. Potencjalnie wysoka wydajność tego zboża jest jednak znacząco obniżana przez niską zimotrwałość tego gatunku, wynikającą przede wszystkim z jego niskiej odporności na mróz oraz niskiej tolerancji na letnie susze glebowe. Występowanie tych stresów może spowodować znaczący spadek plonowania oraz ograniczać  areał upraw jęczmienia ozimego do rejonów Polski o łagodniejszym klimacie. Z tych względów, bardzo istotnym zadaniem jest identyfikacja czynników determinujących tolerancję na suszę i mróz oraz opracowanie wiarygodnych procedur selekcji roślin o zwiększonej tolerancji na te czynniki stresowe.

W proponowanym projekcie analizowane będą biochemiczne podstawy adaptacji linii podwojonych haploidów (DH) jęczmienia ozimego do temperatur mrozowych oraz do warunków suszy glebowej. Termin "podłoże biochemiczne" oznacza zespół mechanizmów obronnych aktywowanych w warunkach konkretnego stresu i związanych z aktywnością białek, fitohormonów, antyoksydantów oraz cząsteczek sygnałowych. Badania przeprowadzone zostaną na liniach podwojonych haploidów, o istotnie różnej odporności na wyżej wymienione czynniki stresowe wyprowadzonych metodą indukcji androgenezy w kulturach pylnikowych z cennych materiałów hodowlanych. Weryfikacja poziomu odporności wyprowadzonego potomstwa DH przeprowadzona zostanie na podstawie analiz laboratoryjnych z zastosowaniem szeregu standardowych parametrów, takich jak zawartość i fluorescencja chlorofilu, potencjał osmotyczny oraz analiz dynamiki wzrostu roślin. Wyselekcjonowane, na podstawie przeprowadzonych analiz, skrajnie zróżnicowane linie DH posłużą jako materiał w identyfikacji czynników istotnie determinujących poziom odporności na mróz i suszę. W ramach projektu przeprowadzone zostaną analizy proteomiczne, analizy zawartości hormonów roślinnych biorących udział w reakcjach obronnych (kwas abscysynowy, kwas salicylowy, brasinosteroidy) oraz pomiary aktywności systemu antyoksydacyjnego. W zależności od wyników uzyskanych w ramach badań proteomicznych istnieje możliwość analizy ekspresji wybranych genów.

Cel zadania: Celem projektu jest analiza biochemicznych podstaw adaptacji jęczmienia ozimego (Hordeum vulgare L.) do temperatur mrozowych oraz suszy glebowej i identyfikacja czynników mających największy wpływ na poziom odporności na badane stresy. Poszerzenie wiedzy dotyczącej mechanizmów determinujących odporność na suszę i mróz może mieć istotne znaczenie dla uprawy tego gatunku w obliczu dynamicznych zmian klimatycznych, postępującej degradacji środowiska naturalnego oraz wymogów nowoczesnych systemów rolniczych.

Okres realizacji: 60 miesięcy

Wyniki uzyskane, w każdym roku realizacji będą zamieszczane na stronie internetowej, nie później niż do dnia 15 stycznia następnego roku, i są dostępne nieodpłatnie dla wszystkich zainteresowanych.

 

Temat badawczy 2014: Ocena stopnia odporności na mróz i suszę oraz selekcja form skrajnie zróżnicowanych w obrębie wyprowadzonej populacji linii podwojonych haploidów jęczmienia ozimego

Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu w roku 2014

Temat badawczy 1 (kontynuacja 2015): Ocena stopnia odporności na mróz i suszę oraz selekcja form skrajnie zróżnicowanych w obrębie wyprowadzonej populacji linii podwojonych haploidów jęczmienia ozimego

Temat badawczy 2 (2015): Analizy proteomiczne linii DH jęczmienia ozimego skrajnie zróżnicowanych pod względem odporności na suszę i mróz - zmiany indukowane pod wpływem hartowania

Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu w roku 2015

Prezentacja wyników badań:

Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Nauka dla hodowli i nasiennictwa roślin uprawnych", 2-6 luty 2015 r., Zakopane (pdf)

10th International Conference "Plant Functioning Under Environmental Stress", 16-19 września 2015 r., Kraków (pdf)

Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu w roku 2016

II Ogólnopolska Konferencja Doktorantów Nauk o Życiu BioOpen, Łódź 12-14.05.2016 (poster)

2nd INPPO World Congress, Bratislava, Slovakia 4-8.09.2016 (poster)

Wyniki uzyskane w trakcie realizacji projektu w roku 2017

XIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa “Nauka dla Hodowli i Nasiennictwa Roślin Uprawnych, Zakopane 30.01-3.02.2017 (poster)

4th Conference of Cereal Biotechnology and Breeding, Budapest 6-9.11.2017 (poster)