V objavljenem članku je predstavljena vzpostavitev sistema z virusom povzročenega genskega utišanja (VIGS), ki temelji na virusu tobačnega mozaika (TRV) pri divjih sorodnikih krompirja za funkcionalne študije interakcije krompirja in virusa. Presejalna analiza večjega števila divjih sorodnikov krompirja (različne vrste rodu Solanum in njihove klone) za njihovo dovzetnost za VIGS je bila opravljena z utišanjem PDS gena. Identificirali smo več odzivnih vrst in nadalje preizkusili občutljivost teh genotipov na krompirjev virus Y (PVY) sevov NTN in N. Pri nekaterih vrstah smo opazili, da je prisotnost praznega TRV vektorja omejilo gibanje PVY. Fluorescenčno označeni PVYN-GFP je sistemsko okužil samo pet testiranih divjih sorodnikov krompirja. Na podlagi rezultatov smo izbrali Solanum venturii (VNT366-2) kot najprimernejši sistem za funkcionalno analizo genov, ki sodelujejo v interakciji krompir-PVY. Sistem je bil preizkušen z utišanjem dveh različnih rastlinskih signalnih kinaz povezanih z imunskim odzivom, StWIPK in StMKK6. Utišanje StMKK6 je omogočilo hitrejše širjenje virusa po rastlini, medtem ko utišanje WIPK ni imelo nobenega vpliva na širjenje virusa. Sistem, ki uporablja S. venturii (VNT366-2) in PVYN-GFP se je izkazal kot primerna metoda za hitro in enostavno funkcionalno analizo genov, ki sodelujejo v interakciji krompirja in PVY.
COBISS.SI-ID: 3877967
Preučevali smo vlogo celične smrti v s hipersenzitivnim odzivom pogojeni odpornosti na okužbo s krompirjevim virusom Y pri krompirju. Pokazali smo, da se v rastlinah krompirja, pri katerih je hipersenzitivni odziv pogojen z genom Ny-1 (kultivar Rywal), virus nahaja izven območja celične smrti, kar smo opazili kot posamezne okužene celice ali majhne skupke okuženih celic. Potrdili smo, da celice na meji območja celične smrti vsebujejo virus, ki lahko povzroči ponovno okužbo. Nadalje smo preučevali dinamiko širjenja območja celične smrti in pojavljanje okuženih celic izven tega območja. Odziv v rastlinah krompirja kultivarja Rywal po okužbi z virusom smo primerjali z odzivom v rastlinah krompirja, pri katerih ne pride do kopičenja salicilne kisline. V teh rastlinah pride do pojava lezij, širjenje virusa pa ni omejeno. Pokazali smo prisotnost virusa izven območja celične smrti v vseh razvojnih stopnjah nekrotičnih lezij. Opazili smo hitro širitev lezij in še hitrejše širjenje virusa v rastlinah, pri katerih ne pride do kopičenja salicilne kisline. Poleg tega se večina analiziranih lezij počasi razširja tudi v rastlinah, pri katerih je odpornost pogojena s hipersenzitivnim odzivom, kar odpira možnost, da grejo okužene celice sčasoma v celično smrt. Rezultati kažejo na to, da je celična smrt v hipersenzitivnem odgovoru ločena od mehanizmov odpornosti, ki vodijo do zaustavitve širjenja krompirjevega virusa Y v genetskem ozadju Ny-1. Predlagamo, da se s hipersenzitivnim odzivom pogojena odpornost obravnava kot proces, pri katerem je dinamika dogodkov ključna za učinkovitost zaustavitve širjenja virusa.
COBISS.SI-ID: 4609615
Pokazali smo moč modeliranja omrežij za odkrivanje lastnosti kompleksnih bioloških sistemov. Najprej smo izgradili ročno popravljen model signalizecije za modelno rastlino Arabidopis thaliana, ki smo ga nato s pomočjo razširili v celostno omrežje znanja. To omrežje predstavlja do sedaj najpopolnejšo zbirko znanja. Omrežje je bilo nato prevedeno za poljščino, krompir. Z uporabo pristopov teorije grafov smo v omrežju odkrili prej neznano povezavo med dvema pomembnima signalizacijskima potema (etilenom in salicilno kislino). Ta povezava je bila funkcionalno potrjena v laboratoriju, kar dokazuje, da je analiza omrežij uporabna za analizo kompleksih bioloških sistemov. Izsledke raziskave smo objavili v priznani reviji področja, Plant Physiology. Celostno omrežje znanja obeh vrst smo uporabili kot primer omrežij v orodju DINAR, ki omogoča časovno vizualizacijo eksperimentalnih podatkov visoko-zmogljivih tehnologij [COBISS.SI-ID 4791631; Zagorščak et al., 2018, Plant Methods; IF 4.3].
COBISS.SI-ID: 4778575
Objavljeni so bili bilo genomi že več kot 200 rastlinskih vrst, in ta številka hitro narašča zaradi napredka v tehnologijah sekvenciranja. Po sestavi novega genoma in določitvi genov v njem, je izredno pomembno proteinske produkte teh genov opisati z njihovimi funkcijami, saj jih tako postavimo v biološki kontekst. To izkazujemo s tem dosežkom, kjer je predstavljena na novo postavljena in bistveno izboljšana ontologija MapMan4. Ontologija je vključena v Mercator4 orodje, ki je bilo prav tako nadgrajeno z dodatnim znanjem o rastlinah. Optimiziran in pospešen je bil tudi anotacijski postopek, s katerim sedaj dobimo anotiran rastlinski genom v nekaj minutah. Vsi rezultati so še vedno kompatibilni z obstoječim orodjem MapMan.
COBISS.SI-ID: 4958799
S tem dosežkom smo pokazali uspešen prenos znanja med bolje anotirano in ročno kurirano rastlinsko vrsto (Arabidopsis) ter kmetijsko pomembno vrsto (kakavovec). Obenem tudi dokažemo, da tudi računalniško izvedeni ontološki opisi predstavljajo zelo pomembno orodje pri sistemski analizi in razumevanju kompleksnih procesih medsebojne koordinacije med primarnimi in sekundarnimi metabolnimi potmi v razvoju kakakovega semena.
COBISS.SI-ID: 3869775