Zakład Molekularnych Podstaw Homeostazy Metali u Roślin

Tematyka badań

Żelazo (Fe), mangan (Mn), miedź (Cu) i cynk (Zn) to mikroelementy niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin. Zarówno ich niedobór, jak i nadmierne stężenie w podłożu mogą negatywnie wpływać na rozwój roślin. Wiadomo, że obecność metali balastowych, takich jak kadm (Cd), ołów (Pb) czy rtęć (Hg), oddziałuje na pobieranie tych mikroelementów ze środowiska.

U podstaw tej zależności leżą dwa kluczowe procesy:
– Transport transbłonowy metali balastowych odbywa się za pośrednictwem białek transportujących makro- i/lub mikroelementy (głównie Zn, Fe oraz Ca).
– Ścieżki molekularne i biochemiczne regulujące odpowiedź roślin na obecność metali (zarówno balastowych, jak i mikroelementów) mają wiele elementów wspólnych — zjawisko to określa się mianem cross-homeostasis (homeostazy krzyżowej).
Pomimo postępu wiedzy, mechanizmy odpowiedzialne za kontrolę pobierania z gleby pierwiastków pokarmowych i metali balastowych oraz ich dystrybucję w organach i tkankach roślin wciąż są słabo poznane.
Aby lepiej zrozumieć te zależności, konieczne jest prowadzenie szeroko zakrojonych badań nad procesami zachodzącymi zarówno w korzeniach, jak i w pędach. Poznanie mechanizmów kształtowania architektury systemu korzeniowego — wynikającej z jego interakcji ze środowiskiem glebowym — oraz sposobów dystrybucji mikroelementów w obrębie pędu będzie kluczem do selekcji i modyfikacji nowych odmian roślin o większym potencjale wzrostu i optymalnym składzie mineralnym.

Projekty

Mechanizmy dystrybucji Zn między korzeniami bocznymi w systemie korzeniowym rosnącym w warunkach nierównego dostępu do Zn, 2024 – 2028, NCN OPUS (2023/51/B/NZ9/02518), kierownik Oskar Siemianowski

Badanie mechanizmów odpowiedzialnych za modyfikacje kierunku wzrostu korzeni tytoniu w sytuacji heterologicznej dystrybucji, osobno Zn i Fe w środowisku, 2021 – 2026, NCN SONATA (2020/39/D/NZ9/02393), kierownik Oskar Siemianowski

Mechanizmy redystrybucji cynku z korzeni do pędów w warunkach deficytu cynku, 2020 – 2026, NCN OPUS (2019/35/B/NZ9/04338), kierownik dr hab. Anna Barabasz

Licencjackie

Kadm – problem współczesnego świata – Kamila Panuś

Analiza transgenicznych roślin tytoniu wyrażających konstrukt RNAi-NtZIP4 – Gabriela Pavlova

Analiza ekspresji genu reporterowego DsRed pod kontrolą promotorów genów NtZIP4B oraz NtZIP5B – Magdalena Pypka

Analiza ekspresji HMA1 w tytoniu, w warunkach deficytów metali – Justyna Walicka

Magisterskie

Regulacja ekspresja genów kodujących transportery Zn, w systemie korzeniowym rosnącym w środowisku z niejednorodnym dostępem do Zn – Diana Davydenko\

Udział genów ZIP w redystrybucji cynku w roślinach tytoniu szlachetnego – Magdalena Pypka

Wstępna analiza ekspresji konstruktu NtZIP8end-eGFP w transgenicznych roślinach tytoniu – Gabriela Pavlova

Analiza miejscowo-specyficznej aktywności promotora pZIP5C u Nicotiana tabacum w warunkach niedoboru cynku, z wykorzystaniem systemu reporterowego GUS – Justyna Wronka

Doktorskie

Rola NtZIP11 i NtNramp3 w akumulacji Zn w liściach tytoniu – mgr Katarzyna Kozak

Rola genu NtZIP5 w regulacji translokacji Zn i Cd z korzenia do pędu roślin tytoniu (Nicotiana tabacum) – mgr Małgorzata Palusińska