SweetBiOmics: Μελέτη εστιάζει στην ανάπτυξη νέων υβριδίων με βελτιωμένα χαρακτηριστικά

Συνδυασμένη Προσέγγιση – Ομικών Τεχνολογιών και Βιοπληροφορικής για τη Δημιουργία του Άτλαντα των Ελληνικών Γενετικών Πόρων Κερασιάς

Το SweetBiOmics στοχεύει:

• Στη δημιουργία γονιδιωματικών, επιγενετικών, μεταγραφομικών, πρωτεομικών, μεταβολομικών και φαινοτυπικών δεδομένων με τη χρήση προηγμένων στατιστικών και βιοπληροφορικών προσεγγίσεων με κεντρικό σκοπό την ανάλυση του συνόλου του γενετικού υλικού του ελληνικού καλλιεργούμενου κερασιού.

• Στην εφαρμογή μιας ολοκληρωμένης συγκριτικής ανάλυσης των φυσιολογικών χαρακτηριστικών του καρπού (ποιότητα) σε συνδυασμό με την ανάλυση του φαινοτύπου, του μεταγραφήματος και του μεταβολόμικου προφίλ ώστε να δημιουργηθούν συστήματα ευρύτερης αξιοποίησης των γενετικών πόρων της κερασιάς στην Ελλάδα.

• Στην ανάπτυξη μιας βάσης δεδομένων αναφοράς για την καλλιεργούμενη κερασιά (Proteogenomic Άτλας) ώστε να προσδιοριστεί το προφίλ της γονιδιακής έκφρασης και των πρωτεϊνών σε μια ποικιλία ιστών.

Περιγραφή Ερευνητικών Αποτελεσμάτων:

Αξιολόγηση φαινοτυπικών χαρακτηριστικών νέων υβριδίων κερασιών (Prunus avium L.).

Η παρούσα μελέτη εστιάζει στην ανάπτυξη νέων υβριδίων με βελτιωμένα χαρακτηριστικά όπως η παραγωγικότητα, το μέγεθος των καρπών, τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά και η αυτοσυμβατότητα. Για το σκοπό αυτό διασταυρώθηκαν τριάντα διαφορετικές ποικιλίες και παρήγαγαν υβρίδια που αξιολογήθηκαν. Η βέλτιστη υβριδική ομαδοποίηση επιτεύχθηκε όταν στην ανάλυση συμπεριλήφθηκαν χαρακτηριστικά μεγάλης οικονομικής σημασίας όπως το σχήμα και το μέγεθος των καρπών, η ανάπτυξη και οι ημέρες μέχρι την ανθοφορία. Με βάση τα αποτελέσματα αναπτύχθηκαν νέα υβρίδια κερασιάς με τον ιδιαίτερο χαρακτήρα της αυτοσυμβατότητας. Τα ευρήματά αυτά παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που θα αξιοποιηθούν σε μελλοντικά προγράμματα βελτίωσης.

Αποτύπωση των χαρακτηριστικών ποιότητας και του μεταβολικού προφίλ κερασιών στην Ελλάδα.

Το παρακάτω άρθρο περιλαμβάνει τον χαρακτηρισμό των φυσικοχημικών, αισθητηριακών και βιοενεργών χαρακτηριστικών είκοσι δύο ποικιλιών κερασιών. Όλοι οι γενότυποι ήταν πλούσιοι σε πολυφαινόλες, κυρίως σε κερκετίνη-3,4-Ο- διγλυκοσίδη, εσκουλετίνη, ρουτίνη και νεοχλωρογενικό οξύ. Επίσης, οι γενότυποι διακρίθηκαν με βάση την περιεκτικότητα σε ανθοκυανίνες και την περιεκτικότητα σε γλυκοζίδια κυανιδίνης-3-Ο-ρουτινοσίδης και πεονιδίνης. Συνολικά, οι ποικιλίες «Τσολακέικα» και «Μπακιρτζέικα» παρουσίασαν την υψηλότερη αποδοχή από τον καταναλωτή, ενώ οι ποικιλίες «Βασιλειάδη» και «Τραγάνα Έδεσης-Ναούσης» και η σειρά αναπαραγωγής «TxAg33» περιείχαν υψηλά επίπεδα πολυφαινολικών ουσιών.

Επαναπροσδιορισμός της αλληλουχίας ολόκληρου του γονιδιώματος της κερασιάς (Prunus avium L.).

Ο καρπός της κερασιάς είναι πολύ σημαντικός για την ανθρώπινη υγεία λόγω των θρεπτικών και ευεργετικών για ιδιοτήτων του. Οι ποικιλίες κερασιάς παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα φαινοτυπικής ποικιλότητας σε σημαντικά αγρονομικά χαρακτηριστικά, όπως ο χρόνος ανθοφορίας και οι αντιδράσεις έναντι των παθογόνων. Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκε η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος (WGRS) για τον χαρακτηρισμό της γενετικής ποικιλότητας, της δομής του πληθυσμού και των παραλλαγών σε μια ομάδα 20 γενότυπων κερασιάς και ενός γενοτύπου άγριας κερασιάς. Οι 21 γενότυποι αλληλουχήθηκαν χρησιμοποιώντας ως βάση τη γονιδιωματική αλληλουχία αναφοράς της ποικιλίας «Satonishiki». Η διακριτική ανάλυση DAPC με τη χρήση των δεικτών SNPs αποκάλυψε δύο ομάδες γενότυπων.

Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν τα θεμέλια για περαιτέρω μεγάλης κλίμακας χαρακτηρισμό των γενοτύπων της κερασιάς επιτρέποντας στους παραγωγούς να ενσωματώσουν στις ποικιλίες διάφορες παραλλαγές γενοτύπων και αλληλόμορφων ώστε να ρυθμίσουν με ακρίβεια τον χρόνο ανθοφορίας και ωρίμανσης καθώς και την αντοχή σε ασθένειες.

Φαινοτυπική, γενετική και επιγενετική ανάλυση μεταξύ διαφορετικών γονιδιακών δεξαμενών στην κερασιά.

Το γονιδίωμα της κερασιάς περιέχει μεγάλη ποικιλία φαινοτύπων όσο αφορά το μέγεθος και το σχήμα των καρπών, καθώς και την περιεκτικότητα σε σάκχαρα κ.λ.π. Η υψηλή φαινοτυπική διακύμανση μπορεί να είναι αποτέλεσμα γενετικής ή επιγενετικής ποικιλότητας. Πρόσφατες μελέτες έχουν αποδείξει ότι εκτός από την αλληλουχική παραλλαγή, η επιαλληλουχική παραλλαγή μπορεί να δημιουργήσει νέους κληρονομήσιμους φαινοτύπους. Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε γενετική και επιγενετική αξιολόγηση (χρησιμοποιώντας τους δείκτες AFLP και MSAP αντίστοιχα), συνοδευόμενες από ανάλυση συσχέτισης φαινοτυπικών χαρακτηριστικών με τα γονίδια της κερασιάς. Η μέση γενετική ποικιλότητα ήταν μεγαλύτερη από την επιγενετική ποικιλότητα ενώ δεν βρέθηκε σημαντική σχέση μεταξύ γενετικής και επιγενετικής. Επιπλέον, σύμφωνα με τις αναλύσεις συσχέτισης, βρέθηκε ότι η επιγενετική ποικιλότητα σε προκαθορισμένους πληθυσμούς κερασιών είχε ισχυρότερο αντίκτυπο στα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά σε σύγκριση με την γενετική ποικιλότητα.