REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Vinogradniki se pri pridelavi soočajo s številnimi okoljskimi izzivi, od spreminjajočih se vremenskih vzorcev in pomanjkanja hranil do pritiska patogenov. V tej disertaciji smo s proučevanjem transkriptomskih odzivov pri različnih genotipih poglobili razumevanje odziva vinske trte na pomanjkanje vode, povečano zasoljenost tal, različne vidike pomanjkanja železa ter okužbo s fitoplazmo 'Candidatus Phytoplasma solani'. Za oceno odziva sort Cabernet Volos in Fleurtai na dolgotrajno pomanjkanje vode smo z multifaktorskim linearnim modelom povezali transkriptomske in metabolomske podatke s stebelnim vodnim potencialom. Odzive smo razvrstili v tri skupine. Najštevilnejši so bili osnovni odzivi, skupni obema genotipoma, med njimi kopičenje osmoprotektantov in znižano izražanje genov, povezanih z biotsko obrambo. Preostali dve kategoriji sta zajemali vzorce izražanja genov in vsebnosti metabolitov, značilne za posamezen genotip. Slanostni stres smo ovrednotili v listih in kožicah jagod trt sorte Tempranillo, cepljenih na podlage M1, M4 in 1103 Paulsen. Na ravni izražanja genov so vse preizkušene podlage cepič ščitile pred učinki povečane zasoljenosti. Za proučevanje odziva na pomanjkanje železa smo uporabili podlagi Couderc 3309 in Fercal. Učinke pomanjkanja železa smo najprej proučevali v kombinaciji z različnimi viri dušika; odziv je bil hujši, kadar je bil dodan zgolj nitrat, v primerjavi z enakimi količinami nitrata in amonija. To je veljalo za obe podlagi; bolj občutljiva podlaga 3309 C pa je dosledno kazala manjšo zmožnost aktivacije osnovnih genov, povezanih s privzemom železa, ter šibkejšo indukcijo avksinskih odzivov in rasti korenin. Pomanjkanje železa smo povzročili z dvema različnima mehanizmoma: neposredno, z obravnavami z nizko vsebnostjo železa, ali posredno, z dodatkom bikarbonata v gojišče z zadostno vsebnostjo železa. Pri obeh genotipih je posredno pomanjkanje železa predstavljalo večji izziv, pri čemer je bolj tolerantna podlaga Fercal izkazovala večjo zmožnost aktivacije genov, povezanih s privzemom in transportom železa ter razvojem korenin. Spremembe v izražanju genov pri trtah, okuženih s 'Ca. P. solani', so bile zaznane že zgodaj v rastni sezoni, še pred pojavom simptomov, in so vključevale večje spremembe v fotosintezi in energijskem metabolizmu, sintezi beljakovin ter motnje v genih, povezanih z lignifikacijo; te spremembe so se nadaljevale tudi pozneje v rastni sezoni, ko so se pojavili simptomi. V tej raziskavi smo ugotovili, da sta bila značilno regulirana dva gena, vključena v uravnavanje odziva salicilne kisline, VviDMR6-1 in VviDLO1, ki smo ju izbrali za tarči za zmanjšanje dovzetnosti sort Chardonnay in Zweigelt za tega patogena. Urejanje genoma brez uporabe DNA smo izvedli na protoplastih, izoliranih iz embriogenega kalusa, pri čemer smo s transfekcijo, posredovano s polietilenglikolom (PEG), v celice vnesli in vitro sestavljene ribonukleoproteinske komplekse Cas9-gRNA. Rastline smo uspešno regenerirali iz obeh sort. Zweigelt je izkazoval veliko večjo nagnjenost k regeneraciji v cele rastline kot Chardonnay, medtem ko je bilo uspešno urejanje genoma pogostejše pri Chardonnayu kot pri Zweigeltu. Sedem od osmih urejenih linij, pridobljenih v naših poskusih, je vsebovalo majhno insercijo, ki je povzročila premik bralnega okvirja in prezgodnji stop kodon. Vse urejene linije pa so bile heterozigotne, saj je bilo urejanje izvedeno le na enem kromosomu.