site.btaМултидисциплинарен екип от БАН прилага ДНК баркодиране и метабаркодиране като иновативни маркерни технологии за изследване на националното растително биоразнообразие

Снимка 1. Схема на провеждане на ДНК баркодиране като методологичен подход за определяне на таксономичната принадлежност на обектите

ДНК баркодирането е маркерен подход, при който къса нуклеотидна последователност от генома служи като маркер за таксономичното идентифициране на организмите без значение от пол, стадий на развитие и цялост. По аналогия с черно-белия щрих на баркодовете на хранителните продукти в магазините, който дава информация за името, цената и производителя, така и всеки индивид в природата има своя уникална ДНК последователност, позволяваща на учените да определят принадлежността му към определено семейство, род или вид (Снимка 1).

ДНК баркодирането намира приложение както за класифицирането на видове и изучаване на тяхната екологичната динамика, така и за еволюционни изследвания, качествен контрол на състава на храните и др.

Международен екип от учени на Българската академия на науките и Университета в Хелзинки въвеждат тези иновативни технологии за изследване на растителното разнообразие в България, чрез което се повишава националния научен капацитет в областта на ДНК баркодирането. Координатор на двугодишния проект BULCode (https://www.plantbulcode.com/) е Институтът по физиология на растенията и генетика, БАН (ИФРГ, БАН), който е водеща организация в областта на молекулярно-генетичните изследвания при растенията. Ръководител на изследванията е гл. ас. д-р Георги Бончев от Лабораторията по геномна динамика и стабилност. Участват и изследователи от Института по биоразнообразие и екосистемни и изследвания, БАН (ИБЕИ-БАН. Финландските колеги споделят своя опит и експертиза с българския екип.

Проектът е финансиран от Министерството на образованието и науката по програма „Европейски научни мрежи“. В рамките на съвместната работа ще бъдат обучени експерти в областта на ДНК маркерните технологии и ДНК баркодирането. Ще бъде проучено част от националното растително разнообразие, като основен акцент ще бъде поставен върху редки и ендемични за страната видове. Установените в рамките на проучванията ДНК баркодове ще бъдат включени в международни библиотеки като Barcode of Life Database ( BOLD).

В ИФРГ-БАН се извършва активна научно-експериментална дейност за таксономичното охарактеризиране на популациите на интересни видове от българската флора. Голяма част от изследваните видове представляват ендемити за България или Балканския полуостров, като метличина (Centaurea), рунянка (Hieracium), лопен (Verbascum), кокиче (Galanthus), минзухар (Crocus) и др. (Снимка 2).

Снимка 2. Молекулярно-генетични експерименти по ДНК баркодиране, провеждани в ИФРГ, на представители от различни популации от род Метличина (Centaurea) от различни местообитания в България

ДНК баркодирането се прилага и за идентифициране на фитопатогенни гъби по важни селскостопански култури (Снимка 3).

Снимка 3.  ДНК баркодове позволяват детектирането на междувидово и вътревидово разнообразие при изолати от фитопаготенната гъба Colletotrichum при култури от семейство Картофови

Основна част от събраните материали се съхраняват в ИБЕИ-БАН, като растенията са от техните естествени популации от различни флористични райони на България. Друга част се набавят от наличната богата колекция на Хербариума на ИБЕИ, регистриран в Index herbariorum с акронима ‘SOM’  (Снимка 4).

Снимка 4. Хербариумът на ИБЕИ съдържа най-богатата и представителна колекция за растителното разнообразие на България и източната част на Балканския полуостров.

Чрез този проект ще се подпомогнат генетичните таксономични изследвания в България чрез повишаване на тяхната точност, ефективност и ефикасност, както и ще се повиши видимостта на националното растително разнообразие сред световната научна общност. Сред целите на проекта е и създаването на ДНК баркодинг общност на национално ниво, каквито съществуват в редица други държави.

БАН