- Udało nam się wyprowadzić mutanta jęczmienia hvcbp20.ab - bo taki ma skrót - który jest tolerancyjny na stres suszy. Potrafił utrzymać 30 proc. więcej wody niż jego forma wyjściowa w warunkach stresu suszy" - powiedziała PAP kierująca projektem badawczym SONATA, finansowanym przez Narodowe Centrum Nauki, dr Agata Daszkowska-Golec z Katedry Genetyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

Jęczmień jest wśród zbóż ważnym gatunkiem. Zajmuje czwarte miejsce pod względem areału upraw w Polsce i na świecie. Co ważne, z końcem kwietnia tego roku niemal całkowicie zsekwencjonowano jego genom, dodatkowo szeroki wachlarz narzędzi do prowadzenia analiz z zakresu genomiki funkcjonalnej sprawia, że jest postrzegany jako gatunek modelowy dla roślin jednoliściennych. To może mieć przełożenie na zwiększone tempo dalszych odkryć związanych z tym gatunkiem.

W ramach wcześniej prowadzonych projektów naukowych katowiccy genetycy wygenerowali tzw. platformę TILLING (Targeting Induced Local Lesions in Genomes) jęczmienia jarego, aby służyła jako narzędzie do poznania funkcji genów, a z czasem również doskonalenia pożądanych cech. Zespół pod kierownictwem prof. Iwony Szarejko uzyskał populację jęczmienia po mutagenezie chemicznej (populacja HorTILLUS - Hordeum vulgare TILLING platform of University of Silesia in Katowice), tzn. populację mutantów w różnych genach, liczącą ok. 10 tys. osobników.

Naukowcy skupili się m.in. na szlaku sygnałowym kwasu abscysynowego - to hormon ściśle związany z odpowiedzią na stres suszy i funkcjonowaniem genu CBP20. - Kiedy byliśmy zainteresowani znalezieniem mutacji w genie CBP20, wykonaliśmy analizę TILLING, która w skrócie polega na tym, że przeszukujemy tę konkretną sekwencję pod względem obecności mutacji w obrębie 10 tys. osobników populacji HorTILLUS. Zidentyfikowaliśmy serię mutantów allelicznych, czyli niosących defekt w tym konkretnym genie, ale w różnych miejscach sekwencji - powiedziała dr Daszkowska-Golec.

Jednym z nich okazał się właśnie mutant hvcbp20.ab, tolerancyjny na stres suszy. W stworzonych przez biologów warunkach brakowało mu nie tylko optymalnej ilości wody, ale był też narażony na wysoką temperaturę. Okazało się, że znacznie szybciej adaptuje się do warunków stresu niż jego forma wyjściowa - odmiana Sebastian. Zanim te rośliny w ogóle "zorientują się", że znalazły się w sytuacji niedoboru wody, mutant uruchamia już odpowiedź - przeprogramowuje swój metabolizm, by walczyć z deficytem wody w podłożu.

Naukowcy wykazali to łącząc ze sobą dane uzyskane ze szczegółowych analiz fizjologicznych, morfologicznych oraz analiz globalnego profilu ekspresji genów. Te ostatnie umożliwiają porównanie zestawu genów, która są odpowiednio włączone lub wyłączone u mutanta w celu regulacji odpowiedzi na stres suszy.