Krūmmellenes (Vaccinium corymbosum L.) genomiski rediģētu audu kultūru izveide un raksturošana augstas vērtības sekundāro metabolītu iegūšanai

Sākums  09/2018 Noslēgums 08/2021

Projekta numurs

Projekta nr. lzp-2018/1-0101

Finansējums

300000 EUR

Projekta vadītājs

Nils Rostoks

plantgenetics.lu.lv

nils.rostoks@lu.lv 

Projektu realizējošā institūcija:

Latvijas Universitāte

Zinātnes nozare

Lauksaimniecības, meža un veterinārās zinātnes

Kā ikdienā sabiedrība varēs izmantot projekta secinājumus vai rezultātus? 
– Projekta rezultātā plānots iegūt jaunas zināšanas par vērtīgiem ķīmiskiem savienojumiem krūmmellenēs, kā arī par to, kā tos labāk iegūt. Šīs zināšanas un iespējams arī krūmmelleņu kultūras varēs izmantot cilvēkiem noderīgu savienojumu ražošanā. Tāpat, ņemot vērā, ka Latvijā krūmmellenes tiek audzētas aizvien lielākās platībās, mūsu rezultātus varēs izmantot jaunu, vērtīgāku krūmmelleņu šķirņu veidošanai.

Kopsavilkums

Augi dabā ražo sekundāros metabolītus, kurus pielieto medicīnā, uzturā un kā rūpnieciskās izejvielas. Ķīmisko savienojumu ievākšana no savvaļas vai kultivētiem augiem atstāj būtisku ietekmi uz vidi, ir atkarīga no sezonas un aizsargājamu sugu gadījumā ne vienmēr ir iespējama. Biotehnoloģiskie risinājumi, kā augu audu kultūras var nodrošināt nepieciešamo augu materiālu, ja tiek lietotas atbilstošas metodes un nepieciešamo metabolītu līmenis ir pietiekami augsts. Krūmmellene (Vaccinium corymbosum L.) ir daudzgadīgs ogu krūms, kura augļi ir bagāts antocianīnu, resveratrola un luteīna avots. Krūmmellenēm ir pieejami audu kultūru un Agrobacterium veiktās transformācijas protokoli, taču nav izstrādātas genoma rediģēšanas metodes. Projekta gaitā paredzēts attīstīt CRISPR/Cas sistēmu krūmmellenes genoma rediģēšanai noteiktos gēlos, lai novirzītu prekursoru plūsmu noteiktu sekundāro metabolītu virzienā.

Mērķa sasniegšanai paredzēts

1) izmantot genoma mēroga un noteiktiem ceļiem specifisku metabolisko modelēšanu, lai identificētu svarīgākos gēnus rediģēšanai;

2) adaptēt pastāvošos krūmmellenes audu kultūru protokolus;

3) izstrādāt CRISPR/Cas genoma rediģēšanas protokolus, kas veicami ar un bez Agrobacterium transformācijas;

4) monitorēt mērķa metabolītu, to prekursoru un svarīgāko konkurējošo metabolītu daudzumu izmantojot šķidruma hromatogrāfiju – masas spektrometriju..

Projekts atbilst Latvijas RIS3 investīciju prioritātēm;

1) augstas pievienotās vērtības produkti;

2) produktīvas inovāciju sistēmas.

Tā pat projekts atbilst arī RIS3 zināšanu specializācijas jomām:

1) zināšanu intensīva bioekonomija;

3) biofarmācija un biotehnoloģija.

Projekts atbilst arī Latvijas prioritārajiem pētniecības virzieniem, un nostiprinās Latvijas Universitātes vadošo lomu lauksaimniecības biotehnoloģijas jomā. Projekta rezultāts būs proof-of-principle protokols genomiski rediģētu krūmmelleņu audu kultūru veidošanai noteiktu mērķa metabolītu ražošanai, kā arī pilnveidotas zināšanas par bioķīmiskajiem ceļiem, kas noved pie augstas pievienotās vērtības metabolītu sintēzes. Projekta rezultāti tiks izplatīti zinātnisko publikāciju formā anonīmi recenzētos izdevumos, par tiem tiks ziņots starptautiskās zinātniskās konferencēs un par tiem tiks informēta sabiedrība.

Projektu konkurss

Fundamentālo un lietišķo pētījumi projektu 2018. gada 1. konkurss

X