Wyciszenie ekspresji genów CBP20 i CBP80 w ziemniaku a tolerancja na niedobór wody - Pieczyński, Marcin (My University, 2012)
Celem prowadzonych badań było uzyskanie odpowiedzi na pytanie: czy możliwe jest podwyższenie poziomu tolerancji na okresowy niedobór wody u ziemniaka S.tuberosum w wyniku wyciszenia ekspresji genu CBP20 lub CBP80/ABH1, jak w przypadku rośliny modelowej A.thaliana? Uzyskano, a następnie scharakteryzowano rośliny ziemniaka odmiany Desiree z wyciszonym genem CBP20 lub CBP80/ABH1. Badania wykazały wolniejszy spadek względnej zawartości wody w roślinach z wyciszonym genem CBP80/ABH1 w warunkach niedoboru wody, w porównaniu do roślin wyjściowej odmiany Desiree. Wyniki 3 niezależnych eksperymentów hodowlanych wykazały podwyższony poziom tolerancji transgenicznych roślin ziemniaka na okresowy deficyt wody w porównaniu do roślin odmiany wyjściowej. W drugiej części pracy badano funkcję intronu typu U12 w splicingu transkryptów roślinnych genów CBP20, których budowa jest niezwykle zachowawcza wśród roślin lądowych. Badania wykazały istotną funkcję intronu U12 w prawidłowym przebiegu splicingu transkryptów genu CBP20. Przemieszczenie intronu U12 w inne miejsce w sekwencji genu skutkuje powstawaniem znacznej ilości alternatywnych izoform splicingowych, zawierających przedwczesne kodony STOP. Przeprowadzone badania sugerują, że obecność intronu typu U12, w jego naturalnej pozycji zapewnia prawidłowy przebieg splicingu transkryptów genu CBP20.

The main goal of the research was to answer the question: is it possible to make the potato plants more drought-resistant in the result of CBP20 or CBP80/ABH1 gene silencing, as it has been shown in the model plant Arabidopsis thaliana? Plants, from Desiree cultivar, with the CBP20 or CBP80/ABH1 gene silenced were obtained and characterized. Physiological analyses showed slower decrease of relative water content in the obtained potato lines with CBP80/ABH1 gene silenced in comparison to Desiree wild type plants. Results from 3 independent experiments confirmed higher tolerance to temporary water deficit in transformed potato plants in comparison to Desiree potato plants. In the second part of the study, the function of U12 intron and splicing of CBP20 gene transcripts were analyzed. The CBP20 gene structure is highly conserved across different land plant species. Our results have shown that the U12 intron plays an important role during splicing of CBP20 transcripts. Relocation of the U12 intron to other places in the CBP20 gene sequence generates additional spliced izoforms containing a premature STOP codons. These data suggest that U12 intron in the proper position in plant CBP20 genes is necessary for correct pre-mRNA splicing. These studies allowed us to propose the general splicing order of CBP20 gene transcripts.
Silencing of CBP20 and CBP80 gene expression in potato plant, and water deficiency tolerance
Wydział Biologii: Instytut Biologii Molekularnej i Biotechnologii, Zakład Ekspresji Genów
Keywords: wyciszanie genów; gene silencing; ziemniak; potato; tolerancja na niedobór wody; toleration to water deficyt; splicing; intron typu U12; U12 type intron