Projektin tavoitteena on kehittää bioteknisiä työkaluja viljojen, erityisesti ohran, tautiriskien pienentämiseksi. Lisäksi tuotetaan tietoa ohran tautiriskeistä resistenssijalostuksen perustaksi. Samalla halutaan vahvistaa MTT:n osaamista kasvien ja sienten genomiikkatutkimuksen eri osa-alueilla. Kasvien taudinkestävyydellä on merkittävä rooli maatalouden tuottavuuden kannalta. Taudinkestävyyden molekyylitason ymmärtäminen lisää tietämystämme keskeisistä solu ja geenitason tapahtumista kasvissa ja lisäksi edistää mahdollisuuksiamme puuttua ilmastonmuutoksen myötä paheneviin kasvitautiongelmiin biologisin keinoin. Kasvien immuunipuolustus perustuu resistenssigeeneihin, jotka koodaavat vaihtelevia, rakenteeltaan samankaltaisia tai uniikkeja proteiineja. R-geenien vaihtelevuus pohjautuu eri patogeenien toisistaan poikkeaviin infektiostrategioihin ja toisaalta kasvin moninaiseen puolustusreaktiovalikoimaan. Olemme löytäneet resistenssigeenin, Rpt5, joka selittää 88 % tietyn ohrajälkeläistön kestävyyden muuntelusta Pyrenophora teres -sientä vastaan. Tämä nekrotrofinen sieni aiheuttaa maailmanlaajuisesti tunnetun ohran kasvitaudin, verkkolaikun. Olemme paikantaneet Rpt5-geenin ohran kromosomiin 6H yhden cM alueelle. Lisäksi olemme löytäneet vastaavan avirulenssigeenin Pyrenophora teres-sienestä ja paikantaneet sen tietylle kromosomialueelle. Tulosten valossa ohran ja patogeenin suhde näyttää perustuvan geeni-geenistä vuorovaikutukseen. Tavoitteenamme on löytää rajattu valikoima Rpt5-alleelin kandidaattigeenejä yhdistämällä DNA-siruihin ja bioinformatiikkaan sekä fysikaaliseen ja rekombinaatiokartoitukseen perustuvaa dataa. Lopullisena tavoitteena on sekvenssoida resistenssigeeni ja ymmärtää sen toiminnan perusteet resistenssin tuottamisessa. Tavoitteiden saavuttamiseksi käytetään useita, toisiaan täydentäviä, lähestymistapoja: 1) resistenssigeenin hienokartoitus alle 0,1 cM alueelle;2) Brachypodiumin ja riisin genomin synteenisten alueiden hyväksikäyttö uusien DNA-merkkien kehittämisessä ja kandidaattigeenien ennustamisessa;3) varhaisen geenitoiminnan analyysi infektoiduissa, kestävissä tai alttiissa ohrajälkeläisissä mikrosiruja hyödyntäen;4) hienokartoitetun Rpt5-geenialueen kattavien BAC-kontigien valinta ja sekvenssointi;5) kandidaattigeenien vaikutuksen varmentaminen vertaamalla kandidaattigeenien vaihtelua resistenssin ilmenemiseen erilaisissa ohragenotyypeissä. Rpt5-geeni on yksi harvoja esimerkkejä nekrotrofisen taudinaiheuttajan geeni-geenistä vuorovaikutuksesta, minkä vuoksi tutkimuksen odotetaan tuovan uutta tietoa kasvien puolustusstrategioista. Lisäksi tuotetaan tietoa ja työkaluja käytännön kasvinjalostukselle. Projektin kuluessa saadaan myös uutta tietoa R-geenien evoluutiosta sekä niiden sekvenssivaihtelun merkityksestä patogeenin tunnistamisessa.
Vastaava tutkija
Manninen Outi Hankkeen kesto 2005 - 2011
Asiasanat
ohra, lehtilaikkutaudit, hienokartoitus, PCR, geenikartoitus, verkkolaikku, geeninsiirto
Hankkeen vaihe: Päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Luonnonvarakeskus Luken järjestelmästä.
|