Системный анализ генов, обеспечивающих устойчивость корня растений к низким положительным температурам

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-74-10008

НазваниеСистемный анализ генов, обеспечивающих устойчивость корня растений к низким положительным температурам

Руководитель Миронова Виктория Владимировна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" , Новосибирская обл

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-201 - Структурная, функциональная и эволюционная геномика

Ключевые слова холодоустойчивость, холодочувствительность, холодовой стресс, биоинформатика, математическое моделирование, ПГАА, фитогормоны, морфогенез, ниша стволовых клеток

Код ГРНТИ34.03.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Холодоустойчивость растений – это способность переносить низкие положительные температуры с последующим возобновлением роста и репродукции в благоприятных условиях. В ответ на воздействие холода меняется экспрессия большого числа генов и выявление ключевых генов-регуляторов устойчивости растений к холоду является актуальной задачей. В рамках данного проекта будет проводиться поиск и системный анализ генов, обеспечивающих холодоустойчивость и холодочувствительность, в рамках прямой (от фенотипа к генотипу) и обратной (от генотипа к фенотипу) задач генетики. Прямая задача: Ранее в сотрудничестве с исследователями из Университета Сингапура мы описали реакцию ниши стволовых клеток корня Arabidopsis thaliana на понижение температуры – гибель дочерних клеток инициалей корневого чехлика – вероятность возникновения этой реакции ассоциирована с холодоустойчивостью растения в целом (Hong et al., Cell, 2017). В рамках данного проекта мы проведем полногеномный анализ ассоциаций (ПГАА) между этим фенотипическим признаком и полиморфизмами генов в экотипах A. thaliana (экспериментальные данные предоставлены соавторами из Сингапурак). Параллельно с этим мы исследуем реакцию ниши стволовых клеток корня холодочувствительных и холодоустойчивых сортов Triticum aestivum. Обратная задача: Будет проведен системный анализ полногеномных экспериментов по исследованию индуцированных холодом изменений транскриптомов, ДНК-белковых взаимодействий с известными регуляторами холодового стресса и других экспериментов функциональной геномики. Мета-анализ этих данных позволит реконструировать генную сеть ответа растения на холод, выделить в ней функциональные модули, обратные связи, интегрировать ее с результатами ПГАА. Выявленные с помощью ПГАА гены будут проанализированы методами биоинформатики, эволюционной и функциональной геномики. Предсказания биоинформатического анализа будут проверены экспериментально нами или в сотрудничестве с исследователями из Сингапура. Мы проведем секвенирование транскриптомов проростков нескольких холодочувствительных и холодоустойчивых сортов пшеницы в норме и на холоде. Данные по полиморфизмам генов между сортами с контрастной реакцией на холод будут сравнены с данными ПГАА у арабидопсиса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Пастернак Т., Грут Е.П., Казанцев Ф.В., Тиль В., Омельянчук Н.А., Коврижных В.В., Пальме К., Миронова В.В. Salicylic acid affects root meristem patterning via auxin distribution in a concentration-dependent manner Plant Physiology, Volume: 180 Issue: 3 Pages: 1725-1739 (https://doi.org/10.1104/pp.19.00130) (год публикации - 2019)
10.1104/pp.19.00130

2. Сизенцова Я.Г., Омельянчук Н.А., Омельянчук Н.А. SYSTEMS ANALYSIS OF CHILLING STRESS INDUCED TRANSCRIPTOMES IN ARABIDOPSIS THALIANA PLANT GENETICS, GENOMICS, BIOINFORMATICS, AND BIOTECHNOLOGY (PLANTGEN2019) Abstracts. Eds. A.V. Kochetov, E.A. Salina; Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences;. 2019, стр. 194 (год публикации - 2019)
10.18699/PlantGen2019-176

3. Савина М.С., Миронова В.В. Моделирование распределения ауксина при регенерации меристемы корня Arabidopsis thaliana VII Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященный 100-летию кафедры генетики СПбГУ, и ассоциированные симпозиумы Сборник тезисов Международного Конгресса., С. 133. (год публикации - 2019)

4. Омельянчук Н.А., Сизенцова Я.Г., Миронова В.В. Meta-analysis of transcriptome data clarified hormonal regulation of cold stress response in Arabidopsis thaliana L Proceedings of 11th Multiconference BGRS/SB-2020, Novosibirsk (год публикации - 2020)

5. Д.Д. Новикова, П.А. Черенков, Я.Г. Сизенцова, В.В. Миронова metaRE R package for meta-analysis of transcriptome data to identify the cis-regulatory code behind the transcriptional reprogramming Preprints (год публикации - 2020)

6. Балкан Канер, Джефри Хейман, Мария Савина, Аяй Девендран, Томас Экхут, Илсе Веркотерен,Элс Принсен, Ротем Матосевич, Чен Ксу, Виктория Миронова, Ливен Де Вейлдер Rocks in the auxin stream: Wound induced auxin accumulation and ERF115 expression synergistically drive stem cell regeneration PNAS, V. 117. N: 28. P. 16667-16677. (год публикации - 2020)
10.1073/pnas.2006620117

7. Мария Савина, Тарас Пастернак, Надежда Омельянчук, Дарья Новикова, Клаус Пальме, Виктория Миронова, Виктория Лавреха Cell dynamics in WOX5-overexpressing root tips: the impact of local auxin biosynthesis. Frontiers in Plant Science, V. 11. P.1529. (год публикации - 2020)
10.3389/fpls.2020.560169

8. Новикова Д.Д., Черенков П.А., Сизенцова Я.Г., Миронова В.В. metaRE R Package for Meta-Analysis of Transcriptome Data to Identify the cis-Regulatory Code behind the Transcriptional Reprogramming Genes, 11(6), 634 (год публикации - 2020)
10.3390/genes11060634

9. Надежда Омельянчук, Яна Сизенцова, Виктория Миронова Meta-analysis of transcriptome data clarified hormonal regulation of cold stress response in Arabidopsis thaliana L BIOINFORMATICS OF GENOME REGULATION AND STRUCTURE/SYSTEMS BIOLOGY (BGRS/SB-2020), P. 332-331 (год публикации - 2020)
10.18699/BGRS/SB-2020-210

Публикации