Комбиновање фенотипизације са транскриптомиком у циљу идентификације самооплодних линија кукурза толерантних на сушу у вегетативној фази (“POINTeD Maize”)

Европска мрежа за фенотипизацију биљака 2020 (ЕППН2020), ИД 422, 2020-2021
Руководилац: Др Дејан Додиг, Институт за кукуруз “Земун Поље”
Учесник из ИМГГИ: Др Бојана Бановић Ђери

Услед глобалног загревања и интензивне суше, као кључних проблема у производњи кукуруза широм света, са једне стране и економске важности кукуруза са друге стране, пред оплемењивачима је изазов да произведу на сушу толерантне генотипове кукуруза. У 2015. год. Институт за кукуруз „Земун Поље“ (ИКЗП) и Институт за молекуларну генетику и генетичко инжењерство Универзитета у Београду (ИМГГИ УБ) отпочели су сарадњу са циљем унапређивања селекције на сушу толерантних линија кукуруза употребом генетичких алата. Анализа укупног транскриптома листа кукуруза секвенцирањем друге генерације (енгл. „Next Generation Sequencing“ – НГС), спроведена над 46 самооплодних линија кукуруза из ИКЗП, гајених под оптималним условима до вегетативног стадијума биљке са 4 потпуно развијена листа, открила је бројне диференцијално експримиране гене (ДЕГ) (који су били повезани са сушом директно или индиректно) међу анализираним линијама. Захтевамо транснационални приступ платформи „Agrobios Plant Scanalyzer“ (АПС), у Метапонто, Берналдо, Италија ради фенотипске карактеризације под оптималним и сушним условима подсета од 26 линија из ИКЗП, које су претходно НГС генотипизиране у ИМГГИ УБ. Стрес сушом биће индукован у трајању од 4 недеље током вегетативног развића биљака (почевши од стадијума биљака са 3 потпуно развијена листа). Након овог периода биљке ће бити поново редовно заливане и гајене до краја експеримента. Вишеструко узорковање листова за 15 од 26 ИКЗП линија, ради изолације РНК и синтезе комплементарног ланца ДНК (цДНК), биће извршено у две временске тачке (највећи стрес и опоравак од стреса) са циљем процене нивоа експресије ДЕГ употребом „real-time PCR“ у ИМГГИ УБ непосредно по завршетку пројекта. Предложени пројекат користиће савремену технологију (фенотипизацију, транскриптомику) и интегративну биоинформатику за анализу динамичних процеса током раста кукуруза у одговору на водни дефицит у вегетативном периоду развића и опоравак биљака, у циљу бољег разумевања толеранције на сушу код кукуруза. Сакупљање и анализа фенотипских података у овом пројекту ће омогућити корелациону анализу окарактерисаних фенотипова и транскриптомских профила за 15 ИКЗП линија у разлилчитим вегетативним стадијумима развића. Добијени резултати ће обезбедити нове увиде у гене који су експримирани током раног вегетативног стадијума развића, као и на који начин они доприносе уоченом фенотипу у одговору на сушу током средњег вегетативног стадијума развића. Коначно, анализа временски заједнички експримираних мрежа гена и предстојећа анализа појединачних нуклеотидних полиморфизама ће омогућити идентификацију потенцијалних нових маркера за тестирање осетљивости/толеранцијена сушу код кукуруза.