Katarzyna Lorenc- Kukuła Instytut Biochemii i Biologii Molekularnej Uniwersytet Wrocławski

1. Efekty plejotropowe spowodowane wzrostem zawartości związków fenolowych w roślinach lnu transgenicznego Katarzyna Lorenc- Kukuła Instytut Biochemii i Biologii Molekularnej Uniwersytet Wrocławski

3. Cel projektu • uzyskanie lnu o zwiekszonych wlaściwościach antyoksydacyjnych spowolnienie/ zahamowanie procesu jełczenia tłuszczy • ustalenie znaczenia flawonoidów oraz kontrolowana manipulacja ich syntezą w celu podwyższenia odporności roślin na stres środowiskowy, choroby oraz szkodniki

4. 3’ 2’ 4’ 1 8 B 5’ 7 2 1’ A 6’ 3 6 5 4 Flawonoidy • wtórne metabolityroślinne • wiążą toksyczne pierwiastki (miedź i ołów) • hamują peroksydację lipidów • ochrona przed patogenami, promieniowaniem UV • właściwości antyalergiczne, antywirusowe i przeciwzapalne • cennyelement w diecie człowieka

5. Konstrukcja roślin W92 • w celu zwiększenia właściwości antyoksydacyjnych lnu skonstruowano rośliny transgeniczne, do genomu których, przy użyciu wektora BinAR wprowadzono cDNA z Petuni hybrida kodującyenzymy: • syntazy chalkonu (CHS) • izomerazy chalkonu (CHI) • dehydrogenazy dihydroflawonu (DFR)

6. Phe PAL C4H lignany 4- kumarynian cynamonian 4CL 4- kumarylo CoA + malonylo CoA CHS chalkon CHI flawanon F3H 3-OH- flawanon DFR taniny flawan- 3,4- diole AS 3- OH- antocyjanidyny 5GT antocyjany

7. Konstrukcja wektora użytego do przygotowania roślin W92

8. C 86 68 83 72 70 17 21 28 39 40 1,3 kb 0,8 kb C P 86 68 83 72 70 17 21 28 39 40 13 0,5 kb C 86 68 83 72 70 17 21 28 39 40 1,4 kb 23 S Preselekcja lnu transgenicznego

9. Właściwości antyoksydacyjne lnu- części zielone 5x- 91x 40707286 mRNA / IC50: -0.77

10. Właściwości antyoksydacyjne lnu- nasiona F1 1,5x- 6x 1,3x- 16,6x

11. Właściwości antyoksydacyjne lnu- nasiona F2 1,9x- 6,6x

12. Kwas protokatecholowy Kwas ferulowy Kwas kawowy + chlorogenowy Kwas p- kumarowy 1000 120 40 250 35 100 800 200 30 80 600 25 150 60 mg/100g 20 mg/100g mg/100g mg/100g 400 100 15 40 10 200 50 20 5 0 0 0 0 C 28 40 70 72 86 C 28 40 70 72 86 C 72 86 28 40 70 72 86 28 40 70 C (13%- 27%) Kwasy fenolowe – części zielone

13. Kwas kawowy Kwas ferulowy Kwas p- kumarowy Kwasy fenolowe (2003,2004) –nasiona F1 (7 %- 25 %) 2003 (29 %- 42 %) 2004

14. Kwasy fenolowe (2004) –nasiona F2 23 %- 39 %

16. 12 10 8 mg/g 6 4 2 0 C 28 40 70 72 86 Analiza (HPLC) SDG w nasionach lnu • 40- 12% • 72- 14% • SDG/ IC 50 w nasionach0,7

17. Podstawowe składniki pokarmowe

18. Składniki mineralne

19. Składniki mineralne • - 10 % • + 41 %

20. Zawartość tłuszczu ogólnego • od 2 do 7 %

21. Liczba nadtlenkowa • r = 0.86

22. Liczba jodowa

23. Liczba anizydynowa tłuszczu z F1 i F2 nie utlenianego promieniami UV

24. Liczba anizydynowa tłuszczu z F1 i F2 utlenianego promieniami UV • r = 0,94  F1 • r= 0,71  F2

25. PUFA 7.5% 82,0 80,0 78,0 76,0 74,0 mol % 72,0 70,0 68,0 66,0 MUFA 64,0 C 28 40 70 72 86 25,0 20,0 15,0 mol % 10,0 5,0 0,0 C 28 40 70 72 86 32% Analiza (GC- FID) kwasów tłuszczowych w nasionach lnu MUFA – 72 wzrost o 54% PUFA- od 1% do 12% MUFA (PUFA)/ IC500,91!!

26. Linia FW nasionna FW nasionna Liczba nasion FW pojedynczego roślinę (g) torebkę (mg) na torebkę nasiona (mg) Kontrola 4.28 ± 0.22 42,95 ± 1.17 8,34 ± 1.0 5,15 ± 0.44 W92.28 3.25 ± 0.18 52,51 ± 1.29 8,66 ± 1.1 6,06 ± 0.23 W92.40 5.03 ± 0.29 49,23 ± 1.03 8,71 ± 0.6 5,65 ± 0.31 W92.70 6.43 ± 0.11 47,78 ± 1.11 8,59 ± 1.2 5,56 ± 0.20 W92.72 4.91 ± 0.32 51,28 ± 1.00 8,95 ± 0.4 5,73 ± 0.37 W92.86 6.94 ± 0.19 47,33 ± 1.43 8,88 ± 0.7 5,33 ± 0.25 Analiza fenotypowa >36% (15-62%) >30%dla F2 > 16% (10-22%) • 5% (3-7%) • 10% (3-18%) • 7% (4- 9%)

27. 26.05.2003 26.05.2003 26.05.2003 kontrola W92/40 W92/86 Fenotyp roślin W92

28. 17.06.2003 17.06.2003 kontrola W92/70 W92/40 Kwitnienie

29. F.culmorum F.oxysporum 120 120 100 100 80 80 % % 60 60 40 40 20 20 0 0 C 28 40 70 72 86 C 28 40 70 72 86 F.culmorum i F.oxysporum • Kwasy fenolowe/ IC50 a odporność (0,9) • Fusarium.c /SDG 0,7 • Fusarium/MUFA 0,9 ?