Cel projektu POLAPGEN-BD

Pobierz prezentację projektu w formacie pdf

Codziennie staje się bardziej oczywiste, że postęp w kierunku stabilnych, wysokich plonów w warunkach suszy będzie możliwy tylko wtedy, gdy osiągnięta zostanie prawdziwa integracja tradycyjnej hodowli z fizjologią i genomiką (Cattivelli i in. 2008)

Przedmiotem projektu jest odporność zbóż na suszę. Badania i powstałe w ich wyniku opracowania dotyczyć będą głównie jęczmienia jarego, ponieważ jako zboże jare jest bardziej narażony na suszę niż formy ozime, a także dlatego, że w polskim rolnictwie ma największe znaczenie wśród zbóż jarych. Idea projektu powstała w wyniku wielu dyskusji z naukowcami i hodowcami na temat obserwowanego coraz większego przesuszenia środowiska przyrodniczego w Polsce, szczególnie na Niżu Polskim, co przejawia się coraz większymi deficytami wody w glebie. Hodowcy nie mają dotychczas żadnych narzędzi, które umożliwiałyby im prowadzenie hodowli w kierunku form odpornych na niedobór wody. Opracowanie takich narzędzi przyspieszyłoby postęp biologiczny w rolnictwie oraz zwiększyło konkurencyjność polskich firm hodowlanych. Opracowanie oparte będzie na wiedzy już posiadanej oraz zdobytej w trakcie realizacji projektu, dotyczącej kształtowania się cech morfologicznych, anatomicznych, fizycznych i fizjologicznych u roślin jęczmienia jarego rosnących w warunkach kontrolnych i poddanych stresowi suszy, w powiązaniu z analizą odpowiedzi roślin na stres suszy na poziomie molekularnym. Rezultaty badań będą weryfikowane na odmianach jęczmienia znajdujących się w badaniach COBORU. Na tej podstawie opracowane zostaną markery, które będą mogły być zastosowane do selekcji form odpornych na niedobór wody, ideotyp odmiany odpornej, a także metody oceny odporności na suszę. Ponadto utworzony będzie katalog form jęczmienia (odmian i linii mogących stanowić materiał wyjściowy do hodowli), zawierający informacje o cechach, genach i parametrach determinujących odporność na suszę,

Projekt składa się z 23 zadań badawczych realizowanych w ramach Konsorcjum POLAPGEN, którego partnerami jest 10 jednostek naukowych oraz dwie firmy hodowlane. Zadania sformułowano w ten sposób, aby w sumie obejmowały szerokie spektrum cech i właściwości roślin determinujących odporność na suszę. Będą one wykonywane przez zespoły wyspecjalizowane w badaniach nad różnymi aspektami odporności roślin na suszę, dysponujące odpowiednim przygotowaniem merytorycznym, metodycznym oraz wyposażeniem w potrzebny sprzęt i aparaturę badawczą. Wszystkie zadania będą realizowane na tym samym materiale roślinnym. Dzięki zastosowaniu do badań tego samego materiału nastąpi integracja wielu zespołów naukowych wokół jednego problemu rozwiązywanego w sposób komplementarny, za pomocą nowoczesnych metod. Kompleksowe podejście do problemu odporności zbóż na niedobór wody da unikalną możliwość oceny współzależności rozmaitych parametrów determinujących tę cechę. Projekt zakłada systemowe podejście do problemu poprzez przyjęcie modelu tolerancji roślin na stres suszy zawierającego warstwy ekofizjologiczną, morfologiczną, anatomiczną, metaboliczną, proteomiczną i molekularną, rozważane w kontekście genetycznym. Ocenie będą podlegać wybrane parametry tego modelu oraz współzależności między parametrami. Podejście takie jest zgodne ze współcześnie rozwijaną biologią systemową i genomiką ilościową (por. np. Wollenweber i in. 2005).

Uzyskane w wyniku realizacji projektu rezultaty dotyczące lokalizacji loci dla cech ilościowych związanych ze zdolnością do plonowania w warunkach niedoboru wody, identyfikacji genów związanych z odpornością, ekspresji genów w warunkach suszy, kształtowania się fizjologicznych parametrów związanych z adaptacją do niedoboru wody, zmian jakościowych i ilościowych w białkach i metabolitach w wyniku stresu, jak również określenia przyszłych warunków wodnych produkcji roślinnej w Polsce będą miały istotne znaczenie rozwojowe. Pozwolą na opracowanie nowych markerów odporności na suszę, zarówno molekularnych jak i morfologicznych, oraz nowych metod oceny odporności opartych na wskaźnikach fizjologicznych i fizycznych. Otrzymane dane pozwolą również na opracowanie ideotypu odmiany odpornej, scharakteryzowanego kompleksem cech i właściwości na poziomie całej rośliny oraz na poziomie komórkowym i molekularnym. Wdrożenie w przyszłości tych innowacyjnych narzędzi przez firmy hodowlane pozwoli na prowadzenie selekcji roślin w oparciu o metody biotechnologiczne, a nie tylko (jak dotychczas) wizualno-morfologiczne, co przyczyni się do uzyskiwania lepszych efektów w krótszym czasie, ograniczenia zakresu materiałów hodowlanych w doświadczeniach, a tym samym zwiększenia dochodowości firm oraz ich konkurencyjności na rynkach krajowym i zagranicznym. Aspektem społecznym będzie utworzenie w firmach hodowlanych i biotechnologicznych nowych miejsc pracy dla biologów, biotechnologów i informatyków oraz napływ ludzi wykształconych na tereny wiejskie, w których umiejscowione są firmy hodowlane.