AKTUALNE PROJEKTY / By /

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum N​auki (2017/27/N/NZ9/02135) 

Przeprogramowanie procesu starzenia liści przez poliaminy – nowe perspektywy w zwiększeniu tolerancji roślin uprawnych na stres

Kierownik projektu: dr Ewelina Paluch-Lubawa​

Opiekun naukowy: prof. UAM dr hab. Ewa Sobieszczuk-Nowicka​

Okres realizacji: 2017-​2024

Z uwagi na rosnącą populację świata i globalny problem zmian klimatu, głównym wyzwaniem staje się rozwój upraw dających wysokie plony i wartości odżywcze. Poprawę efektywności plonowania zbóż można osiągnąć poprzez regulację procesu starzenia, zarówno w kierunku jego opóźnienia jak i przyspieszenia. (1) Opóźnienie starzenia liści i wydłużenie tym samym okresu ich intensywnej fotosyntezy zwiększa zawartość skrobi w ziarnach. (2) Natomiast w uprawach przeznaczonych na paszę dla zwierząt można poprzez przyspieszenie procesu starzenia podnieść poziom azotu w masie zielonej i ziarnach. ​

Według naszej hipotezy współdziałanie poliamin (PA) z cząsteczkami sygnałowymi takimi jak tlenek azotu (NO) i nadtlenek wodoru (H2O2) może stanowić element szlaku transdukcji sygnału NO-PA-H2O2. Poliaminy mogłyby w ten sposób warunkować „przeprogramowanie” metaboliczne, które wprowadza komórkę na drogę starzenia.​

W projekcie wykorzystujemy model starzenia indukowanego ciemnością (Dark-Induced Leaf Senescence – DILS) w liściach jęczmienia (Sobieszczuk i in. 2016, 2018). W celu dokładnej weryfikacji naszej hipotezy współdziałania PA z cząsteczkami sygnałowymi takimi jak NO i H2O2, wykorzystujemy inhibitory enzymów metabolizmu PA i syntezy NO (Fig. 1). Pogłębienie wiedzy dotyczącej sygnalizacyjnej roli PA doprowadzi do lepszego zrozumienia mechanizmów starzenia się roślin oraz pozwoli na opracowanie nowych metod agrotechnicznych zwiększających tolerancję roślin uprawnych na stres.​

Opis projektu:  https://projekty.ncn.gov.pl/opisy/391771-pl.pdf

Fig. 1. Schemat hipotezy badawczej: biosynteza poliamin i interakcja pomiędzy metabolizmem poliamin a innymi ścieżkami metabolicznymi, ze szczególnym uwzględnieniem NO i H2O2, kluczowymi w regulacji procesu starzenia. W czerwonych kwadratach zaznaczono inhibitory metabolizmu PA i metabolizmu NO

Publikacje:

Paluch-Lubawa E, Stolarska E and Sobieszczuk-Nowicka E (2021) Dark-Induced Barley Leaf Senescence – A Crop System for Studying Senescence and Autophagy Mechanisms. Front. Plant Sci. 12:635619. doi: 10.3389/fpls.2021.635619

Sobieszczuk-Nowicka E, Paluch-Lubawa E, Mattoo AK, Arasimowicz-Jelonek M, Gregersen PL and Pacak A (2019) Polyamines – A New Metabolic Switch: Crosstalk With Networks Involving Senescence, Crop Improvement, and Mammalian Cancer Therapy. Front. Plant Sci. 10:859. doi: 10.3389/fpls.2019.00859