Opis projektu
Europejska pszenica poddana stresowi termicznemu może pomóc w odkryciu przyczyn ograniczonej wydajności upraw
Organizmy poliploidalne (mające więcej niż dwa zestawy chromosomów) stanowią ciekawe, naturalne laboratorium dla badań nad modyfikacjami genetycznymi i różnymi funkcjami tych samych genów (sub- lub neofunkcjonalizacją). Kwasy rybonukleinowe (RNA) są odpowiedzialne za translację kodu genetycznego w celu syntezy białka w komórki potomne. Modyfikacje w indywidualnych nukleotydach RNA, czyli polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (ang. single nucleotide polymorphism, SNP), prowadzą do skomplikowanych przekształceń w trójwymiarowej strukturze RNA. Zmiany w strukturze RNA, oprócz powiązań z chorobami, stanowią także biologiczne podłoże ewolucji i adaptacji środowiskowej. Projekt INSPIRATION bada wywołane przez SNP modyfikacje w strukturze RNA w poliploidalnej pszenicy. Naukowcy chcą się dowiedzieć, czy zmiany te są powiązane z sub- lub neofunkcjonalizacją oraz czy wpływa to na odporność pszenicy na stres termiczny, co może mieć znaczenie dla hodowli roślin uprawnych.
Cel
Polyploidization is one of the major driving forces of plant evolution and crop domestication and plays a key role in plant environmental adaptation. The function of multiple gene copies (homoeologous genes) from different subgenomes can vary from each other (sub/neofunctionalization), which is considered as the key to understanding polyploidy evolution and environmental adaptation. However, most sequence variations between homoeologous genes lie on the non-coding region or are synonymous mutations, which cannot lead to codon change. To data, very little is known about how the vast majority of sequence variations over the gene body regions drives subgenomes sub/neofunctionalization in polyploidy.
Recently, Single Nucleotide Polymorphism (SNP) induced RNA structural alteration is demonstrated to play key roles in post-transcriptional regulations such as RNA decay and splicing. Further studies in human disease showed that SNP-induced RNA structural changes are associated with diverse human disease and phenotypes. And also, temperature can affect the RNA structures that more stably folded mRNAs tended to show lower decay rate. This brought attention to the existing function of synonymous mutations as well as non-coding SNPs. Thus, I hypothesize that SNP-induced RNA structural alteration might lead to the subgenomes sub/neofunctionalization and play an important role in temperature stress response.
As tetraploid wheat is widely grown in the Europe and its yield is severely affected by heat stress, I will test my hypothesis in tetraploid wheat. Firstly, genome-wide RNA secondary structure profiling will be applied to compare SNP-induced RNA structure variations between subgenomes in tetraploid wheat. Secondly, I will investigate the roles of SNP-induced RNA structure variations in RNA stability and splicing pattern changes between subgenomes. Finally, I will assess the role of SNP-induced RNA structure variations in response to high temperature.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
NR4 7UH Norwich
Zjednoczone Królestwo