Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (PRELUDIUM 2021/41/N/NZ9/01525​)

Wgląd w mechanizm toksycznego oddziaływania miedzi na Phytophthora infestans – sprawcę zarazy ziemniaka​

Kierownik projektu: dr Joanna Gajewska​

Opiekun naukowy projektu: Prof. dr hab. Magdalena Arasimowicz-Jelonek​

Okres realizacji: 2021-2025

Miedź (Cu) będąca metalem ciężkim, zaliczanym do pierwiastków niezbędnych jest nie tylko ważnym kofaktorem białek, które pełnią podstawowe funkcje biologiczne, ale jest również komponentem najpopularniejszych obecnie środków ochrony roślin. Jej nadmierna akumulacja w środowisku może prowadzić do długofalowych negatywnych skutków, w tym wpłynąć również na tempo ewolucji patogenów roślin. W związku z tym, nadrzędnym celem badań prowadzonych w ramach projektu jest określenie mechanizmu toksyczności jonów Cu na Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, jednego z najgroźniejszych w skali globalnej patogenu roślin, będącego sprawcą zarazy ziemniaka. Badania skoncentrowane są na rozpoznaniu zależnych od Cu zmian na poziomie komórkowym i molekularnym, które mogą przyczynić się do adaptacji patogenu do środowiska zanieczyszczonego tym metalem. Prace badawcze prowadzone są w oparciu o analizę porównawczą pomiędzy izolatem wirulentnym (vr) i awirulentnym (avrP. infestans względem genotypu ziemniaka (Solanum tuberosum L.) posiadającego gen R3a. Patogen wzrasta w obecności dwóch stężeń jonów Cu tj. 5 i 10 mg/L, co odzwierciedla odpowiednio umiarkowany i subletalny stres miedziowy. Prowadzone analizy składają się z kilku etapów mających na celu wyjaśnienie (1) w jakim stopniu Cu zaburza integralność struktur P. infestans; (2) czy i w jakim stopniu Cu powoduje zaburzenie homeostazy redoks w komórkach; określenie intensywności i charakteru nitro-oksydacyjncyh modyfikacji (3) RNA i (4) DNA wywołanych za pośrednictwem Cu; oraz (5) zweryfikowanie czy obserwowane zmiany redoks wpływają na żywotność, rozwój i patogeniczność P. infestans.​

Streszczenie popularnonaukowehttps://projekty.ncn.gov.pl/opisy/519371-pl.pdf

Publikacje:

Gajewska, J., Floryszak-Wieczorek, J., Sobieszczuk-Nowicka, E., Mattoo, A., & Arasimowicz-Jelonek, M. (2022). Fungal and oomycete pathogens and heavy metals: an inglorious couple in the environment. IMA Fungus13(1), 6. ​

https://imafungus.biomedcentral.com/articles/10.1186/s43008-022-00092-4

Schemat przedstawiający analizowane parametry
RFT – reaktywne formy tlenu; RFA – reaktywne formy azotu; SOD – dysmutaza ponadtlenkowa; CAT – katalaza; GSNOR – reduktaza S-nitrozoglutationu; miejsca AP – miejsca apurynowe/apirymidynowe; DSBs – podwójne pęknięcia DNA; 8-OHG – 8-hydroksyguanozyna; 8-OHdG – 8-hydroksydeoksyguanozyna; NO2-G – 8-nitroguanina ​