l7l stronach maszynopisu. Tekst ocenianej rozprawy doktorskiej obejmuj e istotne czgsci

Transkrypt

1 Gdarisk. dnial0 maia 2014 Prof. dr hab. Ewa tr-ojkowska Katedra Biotechnologii Migdzyuczelniany Wydzial Biotechnologii UG i AMG Uniwersytet Gdanski ul. Kladki Gdansk Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Dariusza Abramowskiego pt.:,,molekularna charakterystyka nabytej odpornosci systemicznej ziemniaka (Solonum tuberosum L.) na Phytophthora infestans (Mont) de Bary". Przedstawiona do recenzji rozprawa doktorska Pana magistra Dariusza Abramowskiego. wykonana pod kierunkiem Pani profesor dr hab. Jolanty Floryszak-Wieczorek, w Katedrze Fizjologii RoSlin Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. jest opracowaniem zawartym na l7l stronach maszynopisu. Tekst ocenianej rozprawy doktorskiej obejmuj e istotne czgsci skladowe d. wstgp, przegl4d literatury, cel i za\olenia pracy, materialy i metody, wyniki, dyskusjg, wnioski, aneks, streszczenie pracy w jgzyku polskim i angielskim oraz spis literatury. Rozprawa zawiera tak2e wykaz stosowanych skr6t6w. W tym miejscu mam uwagg co do podrozdzialu cel i zalo2enia pracy, moim zdaniem jest on zbyt dlugi. z jednej strony po*6rzone s4 w nim informacje przedstawione w przegl4dzie literatury a z drugiej w zblt szczeg6lowej formie podane poszczeg6lne zadania badawcze a slabo podkredlony gl6wny cevcele przedstawionych badari. Pracownicy tworz4cy zesp6l naukowy Pani prof. dr hab. Jolanty Floryszak-Wieczorek od lat prowadz4 badania maj4ce na celu wyjadnienie mechanizm6w warunkuj4cych indukcjq odpornosci systemicznej roslin w szczeg6lno5ci ziemniaka na patogeny grzybowe. przede wszystkim patogenu wywoluj4cego zarazg ziemniaka - Phytophthora infestans. W ostatnim latach mialam przyjemnosi recenzowa6 dorobek Pani prof. Jolanty Floryszak-Wieczorek przedstawiony w procedurze prowadzonej w celu nadania Jej tytulu naukowego profesora oru rozprawq doktorsk4. Jej doktoranta Pana Rafala Janusa, st4d m6j pogl4d ona temat wartosci naukowej prac prowadzonych w tym zespole jak s4dzg, dobrze ugruntowany. Jeszcze kilka lat temu badania tego zespolu byly prowadzone z wykorzystaniem wyl4cznie metod fizjologicznych, biochemicznych oraz technik stosowanych w tradycyjnej mikrobiologii i fitopatologii. Recenzowana rozprawajest drug4, w ramach kt6rej conz szerzei

2 omawiane i stosowane s4 metody biologii molekularnej. Od badan na poziomie fizjologicznobiochemicznym pracownicy zespolu przeszli do badan na poziomie molekularnym, powukuj4c molekularnych determinant warunkuj4cych nabyt4 odpornosi systemiczn4 (ang. systemic acquired resistance, SAR). Celem recenzowanej rozprawy byla molekularna charakterystyka proces6w zachodz4cych w trakcie indukcji SAR oraz zbadanie czasu trwania tzw. somatycznego zapisu molekularnego (ang. molecular memory) o wyvolanym stresie pierwotnym. W celu zidentyfikowania parametr6w/marker6w Swiadczqcych o przeprowadzeniu skutecznego primingu i okresleniu trwalo6ci tego procesu w nastgpnych pokoleniach ro6lin pochodz4cych od ro6lin immunizowanych przeprowadzono szeroko zakrojone badania na podatnej i odpomej na tego patogena odmianie ziemniaka. Jako induktora nabyej odpomosci systemicznej uz1to, opisanego wczedniej pod k4tem tej cechy. kwasu p-aminomaslowgo (BABA). Istotnym jest fakt, i2 poza parametrami fizjologicznymi i biochemicznymi takimi jak poziom indukowanego tlenku azotu, poziom indukowanych S-nitrozoli i S-nitrozolowanych bialek oraz poziom endogennych tioli, wysokocz4steczkowych antyoksydant6w i reaktywnych form tlenu i azotu pokuszono sig o identyfikacjg markera molekulamego wskazuj4cego na indukcjg odpomosci. Po zbadaniu akumulacj i bialek PR, zwiqzanych z reakcj4 rosliny na patogeny (ang. pathogenesis related proteins), w indukowanych tkankach podatnej i odpomej odmiany ziemniaka, jako marker SAR wyznaczono transkrypt genu PR-1. Wytypowanie w pierwszym etapie badari transkryptu genu PR-.I jako markera molekulamego skutecznego primingu pozwolilo na obiektywn4 oceng poziomu primingu i czasu trwania nabltej odpomosci systemicznej w roslinach ziemniaka rozmnazanych wegetat)'rvnie: in vilro poprzez p4ki k4towe immunizowanych roslin oraz z sadzeniak6w - bulw wltworzonych przez immunizowane rodliny. PoniewzrZ straty plon6w ziemniaka wywolywane przez choroby powodowane przez grzyby i bakterie s4 istotne nie tylko dla gospodarki polskiej ale takze Swiatowej. wyb6r tematyki rozprawy doktorskiej dokonany przez promotora i doktoranta luwazarrr za uzasadniony tak ze wzglgd6w naukowych jak i utylitamych. IstotnoSd przeprowadzonych badan wynika takze z faktu, i2 wskazuj4 one na mozliwosi wykorzystania naturalnych mechanizm6w odpomosci ro5lin w walce z wystgpuj4cymi powszechnie patogenami grzybowymi. Rozwinigcie takiej strategii powinno pozwolid na ograniczanie, chociaz oczywidcie nie eliminacje, zastosowania chemicznych Srodk6w ochrony roslin.

3 W czgsci teoretycznej pracy - Wstgpie i Przegl4dzie literatury - doktorant opisal i scharakteryzowal na poziomie molekularnym typy odpomo3ci wystgpujqce w tkankach roslinnych: odpomosd wynikaj4c4 z cech anatomicznych i zmiany skladu chemicznego tkanek oraz nablt4 odpornosi systemiczna, indukowan4 w wyniku infekcji niepatogennymi szczepami patogenu ub przez wybrane zwi4zki chemiczne. W kolejnej czgdci Przegl4du literatury Doktorant por6wnal procesy metaboliczne zachodz4ce podczas procesu primingu i indukcji SAR, podkredlaj4c. iz priming to proces, kt6ry nie wymaga duzych naklad6w energetycznych. Doktorant opisal takze bardzo dokladnie mechanizmy zaanga2owane w odpomos6 roilin a zalezne od produkcji tlenku azotu i reaktywnych form tlenu. Pan Dariusz Abramowski opisal mechanizmy i zwi4zki chemiczne pelni4ce kluczowq rolg w przesylaniu sygnalu w nabyej odpomosci systemicznej. Kolejna. bardzo intersuj4ca czg36 Puegl4du literatury, dotyczyla opisu mechanizm6w epigenetycznych, kt6re warunkuj4,,pamigi" tkanek ro5linnych o stresie, kt6remu zostaly poddane w przeszlosci. Omawiany przegl4d jest napisany klarownie i interesuj4co i Swiadczy o bardzo dobrej znajomo6ci literatury przedmiotu. W rozdziale tym zauwazylam tylko drobne blgdy. np. uzywanie slowa,,unikalny" w zdaniach gdzie jest mowa o zjawiskach lub cz4steczkach,,unikatowych". Na stronie 32 doktorant napisal,,induktor BABA w wy2szych stgzeniach, stosowana w indukcji Arabidopsis, powodowala bezpodredni4 indukcj 9 gen6w PR-l, natomiast przy nilszych inicjowala priming". BABA to aminokwas, naleiry zatem stosowai rodzaj mgski a nie 2eiski. W rozdziale Materialy i Metody wyczerpuj4co opisano stosowane w trakcie badari metody fitopatologiczne, mikrobiologiczne. biochemicme i molekulame. Takie ta czeid pracy jest jasno i klarownie napisana i zawiera wszystkie niezbgdne informacje tak dotycz4ce wyboru badanych odmian ziemniaka, wykorzystywanych szczep6w P. infestans jak i stosowanych metod badawczych. Przedstawiony w rym rozdziale Schemat ukladu badawczego (Ryc. 3) ulatwia czltelnikowi zrozumienie pomyslu badawczego i pozwala na prze3ledzenie kolejno podejmowanych etap6w badafi. Rozdzial Wyniki obejmuje kilka podrozdzial6w. w kt6rych opisano prowadzone kolejno badania i uzyskane w ich efekcie wyniki. W pierwszym rozdziale opisano wyniki dotycz4ce kinetyki generowania takich zwi4zk6w jak tlenek azotu. anionorodnik ponadtlenkowy' nadtlenoazofy i nadtlenek wodoru w tkankach dw6ch odmian ziemniaka o zr6znicowanej odpomosci na patogena P. infestans. W kilku kolejnych podrozdzialach Wynik6w por6wnano

4 kinetykg biosyntezy S-nitrozotioli, grup tiolowych. askorbinianu zwiqzk6w fenolowych oraz calkowity potencjal antyutleniaj4cy w kom6rkach obu badanych odmian ziemniaka inokulowanych dwoma r62nymi szczepami P. infestans. Oznaczono takze aktywnosi najwazniejszych enzym6w bior4cych udzial w transdukcji sygnalu zainicjowanego wzmozonym generowaniem tlenku azotu i reaktywnych form tlenu w reakcjach nabytej odpomosci: reduktazy S-nitrozoglutationu, oksydazy NADPH, dysmutazy ponadtlenokowej. peroksydazy i reduktazy glutationowej. Zbadano takze indukcjg, w wyniku infekcji. aktywno5ci B-1.3-glukonazy i chitynazy oraz ekspresjg genu PR1 warunkuj4cego biosyntezg bialka zwipanego z indukcj4 odpomodci PRl (ang. pathogenesis-related protein I ). Na podstawie uzyskanych wynik6w stwierdzono, i2 poziom ekspresji tego genu moze byi uznany za marker skutecznosci odpowiedzi obronnej. Marker ten wykorzystano w drugiej czgsci pracy kiedy oznaczano poziom nabytej odpomosci systemicznej i odpomo66 na P. injbslans nastgpnego pokolenia immunizowanych roslin ziemniaka odmiany Bintje. Badania te wykonl.wano na rodlinach pochodz4cych z kzy26wek generatywnych roslin immunizowanych 1mM BABA oraz na ro6linach uzyskanych w wyniku rozmna2ania wegetatywnego ro6lin immunizowanych poprzez regeneracjg merystem6w bocznych oraz poprzez sadzeniaki. W efekcie przeprowadzonych doiwiadczerl wykazano, iz sygnal primingu, wywolany potraktowaniem wrazliwych na P. infestans roilin ziemniaka lmm BABA (tym przypadku byl to strs pierwotny) utrzymuje sig w nastgpnym pokoleniu tych ro6lin niezaleznie od tego czy uzyskano je w wyniku rozmna2ania generatywnego czy wegetatywnego. Tak2e Dyskusja uzyskanych. w wyniku przeprowadzonych badan wynik6w jest kompleksowa i wyczerpuj4ca i wskazuje na bardzo dobr4 znajomodi literatury przedmiotu. W podsumowaniu stwierdzam, i2 przedstawiona do oceny praca napisana jest klarownym jgzykiem. a calosi przeprowadzonych badari Swietnie wpisuje sig w nowoczesne, oparte na metodach molekulamych badania interakcji rodlina-patogen. Pan Dariusz Abramowski przygotowal tekst oraz dokumentacjg graficzn4 i fotograficzn4 bardzo starannie. Chcialabym podkredlii. i2 na podstawie analizy rozprawy doktorskiej Pan mgr Danusz Abramowski mogg stwierdzi t., iz wykazal on bardzo dobre umiejgtno3ci w zakresie poslugiwania nowoczesnymi metodami badawczymi z zakrest fitopatologii (hodowla grzyb6w patogennych i inokulacja rodlin), biochemli (oznaczanie aktpvnosci szeregu enzym6w i stgzenia zwi4zki:w akumuluj4cych sig w wyniku immunizacji i/lub inokulacji

5 ro6lin), biologii molekularnej (analiza ekspresji genu warunkuj4cego biosyntezg jednego z marker6w SAR) i starysryki biologicznej. Za najwigksze osi4gnigcie przedstawionej rozprawy uwa2am wykazanie mozliwoici wykorzystania ekspresji genu koduj4cego bialko PR-l jako markera molekulamego primingu oraz udowodnienie, iz sygnal stresu pierwotnego moze by6 przekazyvany pierwszemu pokoleniu potomstwa rodlin immunizowanych, niezale2nie od tego czy jest to potomstwo uzyskane na drodze rozrrrna.;zar.ra generatywnego czy wegetatywnego. Zaslug doktoranta nie umniejsza fakt, i2 procesy biochemiczne warunkuj4ce somatyczny zapis molekulamy nie zostaly w pelni wyjasnione. Wniosek koricowy W Swietle *yiej pr4edstawionej, bardto pozytywnej oceny pracy doktorskiej mgr Dariusxa Abromowskiego wnoszg do Rady llydzialu Rolnictwa i Bioiniynierii Uniwersytetu Pr4trodniczego w Poznaniu o dopuszczenie Go do dalstych etapdw przewodu doktorskiego. Rfwnoczefnie biorqc od uwagg wysoki poziom nauhow! pneprowadzonych badafi oraz dojrzalq dyskusjg uzyskanych wynik6r, wnosze o Wr.ii:rrienie rozprawy stosownq nagrodq / *.ra-"^--z---