განხორციელებული კვლევები - მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტი

კვლევის სახელწოდება: ოთხი ქართული ვაზის გენომის სრული სეკვენირება და ანოტაცია
მონაწილეები: ვ. ტაბიძე, ი. ფიფია, მ. გოგნიაშვილი, ნ. კუნელაური, ლ. უჯმაჯურიძე, თ.ბერიძე
ვადები: 2013 - 2015
ბიუჯეტი:70000 ლარი
დონორი ორგანიზაცია: ცოდნის ფონდი
მოკლე ანოტაცია: სეკვენირებულ იქნა სხვადასხვა ჰაპლოჯგუფში შემავალი ოთხი ქართული ვაზის ჯიშის - ჩხავერი, საფერავი, მესხური მწვანე და რქაწითელის გენომი. ვაზის ჯიშების გენომის ფრაგმენტირებული ბიბლიოთეკები დასეკვენირებულ იქნა ილუმინა ჰაისეკზე. პინო ნუარის ბირთვული, მიტოქონდრიული და ქლოროპლასტური დნმ გამოყენებულ იქნა როგორც რეფერენსი. ჩხავერის მიტოქონდრიული დნმ კარგად ემთხვევა რეფერენსის პინო ნუარის მიტოქონდრიულ დნმ-ს, გარდა 16 სნიპისა რომლებიც ჩხავერის მიტოქონდრიულ დნმ-ში იქნა ნაპოვნი. სნიპების რიცხვი საფერავის, მესხური მწვანესა და რქაწითელის მიტოქონდრიულ დნმ-ში შეადგენს შესაბამისად 764, 702 და 822. ბირთვული დნმ-ების განსხვავება რეფერენსისგან შეადგენს ჩხავერში 1,800,675 სნიპს, მესხურ მწვანეში - 1,063,063, საფერავში 2,174,995 და რქაწითელში - 5,011,513. პინო ნუარის მიტოქონდრიული დნმ-გან განსხვავებით, ბირთვული დნმ უფრო ახლოს დგას მესხური მწვანეს ქრომოსომულ დნმ-თან, სხვა ჯიშებთან შედარებით. მნიშვნელოვანი განსხვავება სნიპების რაოდენობაში პინო ნუარის მიტოქონდრიულ და ბირთვულ დნმ-ებს შორის შეიძლება აიხსნას დომესტიკაციამდე ან დომესტიკაციის პერიოდში მისი ველური წინამორბედის უკუშეჯვარებებით ანდა ინტროგრესიით. ქართული ვაზის ჯიშების ქრომოსომული დნმ-ის ანოტაცია მეგანტეს ანოტაციური სისტემით გვიჩვენებს 66,475 ნაწინასწარმეტყველ გენს მათ შორის ტერპენსინთაზას 106 ნაწინასწარმეტყველი და 43 ფსევდოგენი ნაპოვნი იქნა ქრომოსომებში 12, 18 რანდომი (18R) და 19. ნაპოვნი იქნა აგრეთვე ოთხი ახალი ტერპენსინთაზას გენი, რომელიც პინო ნუარის დნმ-ში არ მოიძებნა. ორი მათგანი იდენტიფიცირებულ იქნა როგორც სავარაუდოდ მთლიანი სრულყოფილი ცილა. ნაშრომი წარმოადგენს Vitis vinifera-ს სხვადასხვა ჰაპლოჯგუფების წარმომადგენლების შედარებითი სრულგენომური ანალიზის პირველ ცდას.

კვლევისსახელწოდება: ჰერბიციდების მიმართ მგრძნობელობის გამომწვევი გენების ანალიზი ვაზსა და ხორბალში საფუარის მოდელური სისტემის გამოყენებით
მონაწილეები: ვ. ტაბიძე, დ. აფხაზავა, ნ. კუნელაური.
ვადები: 2014-2016
ბიუჯეტი: 148500 ლარი
დონორიორგანიზაცია: შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი
მოკლე ანოტაცია: მოცემული პროქტის მთავარ მიზანს წარმოადგენდა საქართველოში არსებულ ენდემურ და ინტროდუცირებულ ვაზისა და ხორბლის ჯიშებში ჰერბიციდებისადმი მაღალი მდგრადობის შესწავლა. პროექტის ფარგლებში ჩატარებულია ქართული ხორბლების სამი სხვადასხვა სახეობის აკკ–აზას კარბოქსილტრანსფერაზული დომენის იმ უბნის დეტალური ანალიზი, რომელიც ჰერბიციდისადმი ფერმენტის მგრძნობელობას განაპირობებს. აგრარული უნივერსიტეტის მოლეკულური გენეტიკის ინსტიტუტში არსებულ ვაზის ოთხი ქართული ჯიშის გენომის სრული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის შესწავლითა და მათში გენების ანოტაციით არს გენთა სხვადასხვა რაოდენობის არსებობა დაფიქსირდა. სამ-სამი არს გენი იქნა ნაპოვნი მესხური მწვანესა და პინო შავის გენომში, ხოლო საფერავისა და ჩხავერის გენომში ორი არს გენი იქნა დეტექტირებული. ნაჩვენებია ანოტირებულ გენებში ჰერბიციდებისადმი მდგრადობის განმსაზღვრელი 5 კონსერვატული ამინომჟავას არსებობა. გამოვლინდა ის პოტენციური მუტაციები, რომლებიც ვაზის არს გენების ზოგიერთი ჰერბიციდებისადმი მიმართ შესაძლო მდგრადობას უნდა განსაზღვრავდეს.

კვლევის სახელწოდება: ქართული ენდემური ხორბლებისა და მათი წინამორბედების გენეტიკური მრავალფეროვნების შესწავლა
მონაწილეები: მარი გოგნიაშვილი, თენგიზ ბერიძე
ვადები: 2013-2015
ბიუჯეტი: 67 000
დონორი ორგანიზაცია:ცოდნის ფონდი
მოკლე ანოტაცია: ჰექსაპლოიდური ხორბალი (Triticum aestivum L., გენომი AABBDD) წარმოიშვა სამხრეთ კავკასიაში კულტურული ხორბალი ემერისა (T. dicoccum (გენომი AABB)) ალოპოლიპლოიდიზაციით კავკასიურ Ae. tauschii ssp strangulata-სთან(გენომი DD). Ae. tauschii-ს გენეტიკური მრავალფეროვნება არის მნიშვნელოვანი ბუნებრივი რესურსი. განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია იმის გარკვევა, თუ როგორ მოხდა ამ მრავალფეროვნების ფორმირება Ae. tauschii-ს ევოლუციის პერიოდში და როგორ არის ის წარმოდგენილი სახეობის ფარგლებში. D გენომი ასევე ნაპოვნია ტეტრაპლოიდ Ae. cylindrica Host-ში (2n = 28, CCDD). პლაზმონის მრავალფეროვნება, რომელიც არსებობს Triticum-ისა და Aegilops-ის სახეობებში, ძალიან მნიშვნელოვანია ამ გვარის ევოლუციის გარკვევისათვის.

მოცემულ კვლევაში წარმოდგენილია D პლაზმონის მქონე 9 Ae. tauschii-სა და 2 Ae. cylindrica-ს სრული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა (ქლოროპლასტური დნმ). 29 SNP არის დამახასიათებელი ორივე, Ae. tauschii-სTauL1 და TauL2 ნიმუშებისთვის TauL3-თან მიმართებაში. ოთხი SNP არის აღწერილი TauL2 გენეტიკური ხაზისთვის. ყველაზე გრძელი, 27 ფწ ინდელი ლოკალიზებულია Rps15-ndhF გენთაშორის უბანში.ეს ინდელი შეიძლება გამოყენებულ იქნეს Ae. tauschii-ს ნიმუშებს შორისTauL3 გენეტიკური ხაზის მარტივი იდენტიფიცირებისთვის. Ae. cylindrica-სთვის დამახასიათებელი 7 სნიპი იქნა აღწერილი. ფილოგენეტიკური ხე გვიჩვენებს, რომ TauL1 და TauL2 ფორმების ქლოროპლასტური დნმ გამოეყო TauL3 გენეტიკურ ხაზს. TauL1 ფორმა უფრო ძველია, ვიდრე TauL2 ფორმა. ფილოგენეტიკურ ხეზე, რომელიც აგებულია ქლოროპლასტური დნმ-ის მიხედვით, Ae. cylindrica-ს ნიმუშების პოზიცია არის შუალედურიTauL1 და TauL2 ფორმებს შორის. Ae. tauschii-სა და Ae. cylindrica-ს ქლოროპლასტური დნმ-ის სრული ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა საშუალებას იძლევა, რომ დაიხვეწოს წარმოდგენა Aegilops-ის გვარის D პლაზმონის ევოლუციაზე.

კვლევის სახელწოდება: გვარ Vitis-ის მოლეკულური ევოლუცია
მონაწილეები: ვ. ტაბიძე, ი. ფიფია, ა. კოტორაშვილი, ნ. კოტარია, ჯ. ზეკა, ფ. გრასი, თ. ბერიძე
ვადები:2015-2017
მოკლე ანოტაცია:კვლევის ძირითადი მიზანი იყო ჩრდილო ამერიკულ, აღმოსავლეთ აზიურ და ევრაზიულ ვაზის სახეობებს შორის გენეტიკური კავშირების გარკვევა, რაც იმ მოლეკულური პროცესების შესწავლას გულისხმობს, რომლებმაც გვარი ვიტისის სამ ძირითად ცენტრად დანაწევრება გამოიწვია. ჩვენ წარმოვადგინეთ გვარი ვიტისის 13 ახლად დასეკვენირებული პლასტომი და შევისწავლეთ მათ შორის არსებული ფილოგენეტიკური კავშირები. მონაცემთა ანალიზით, რომლებიც ადრე გამოქვეყნებულ არა-მაკოდირებელ თანმიმდევრობების მონაცემებსაც ეყრდნობოდა, ჩვენ შვისწავლეთ გვარ ვიტისის ძირითად კლადებს შორის დივერგენციის დრო და იგი კალიბრირების სხვადასხვა სქემებსა და მოლეკულურ საათებს შევადარეთ. ჩვენ ასევე გვარ ვიტისის მთელ ხაზში შევისწავლეთ ნუკლეოტიდების ჩანაცვლების სიხშირის ჰეტეროგენობა ინტრონებსა და სპეისერებს შორის. საბოლოო ჯამში გარკვეულ იქნა ის არა მაკოდირებელი მარკერები, რომლებიც მეტად ინფორმატულები არიან ზუსტად წარმოგვიდგინონ საანალიზო ტაქსაში არსებული გენეტიკური კავშირები, რომლებიც თავის მხრივ მეტად მოსახერხებელნი არიან გვარ ვიტისის მრავალფეროვნების შესასწავლად.

კვლევის სახელწოდება: საქართველოში გავრცელებული ენტომოპათოგენური სოკოს Beauveria Spp.- ის იზოლატების გენოტიპირება
მონაწილეები: ნანა კუნელაური, ეკატერინე შუბლაძე
ვადები: 2014 - 2015
ბიუჯეტი: 30 000 ლარი
დონორი ორგანიზაცია: შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი
მოკლე ანოტაცია: პროექტი მოიცავდა საქართველოს სხვადასხვა რეგიონში გავრცელებული ენტომოპათოგენური სოკოს Beauveria spp.-ის იზოლატების გენოტიპირებას, რადგან, ის წარმოადგენს სოფლის მეურნეობაში ერთ-ერთ ყველაზე ფართოდ გავრცელებულ ენტომოპათოგენურ სოკოს, რომელიც არის ტოქსინებისა და ბიოლოგიურად აქტიურინივთიერებების პროდუცენტი და იწვევს მრავალი სახეობის მავნე მწერის სიკვდილიანობას. დღესდღეობით მსოფლიოში მიმდინარეობს ინტენსიური კვლევები ენტომოპათოგენური სოკოების Beauveria, Metarhizum-სა და სხვა აქტიური შტამების გამოსავლენად და შესასწავლად. როგორც აჩვენა მოლეკულურმა ფილოგენურმა კვლევებმა, Beauveria spp.-ს გვარი მოიცავს დაუდგენელ სახეობებს, რომლის დადგენაც ტრადიციული კონიდიალური მორფოლოგიით შეუძლებელია. პროექტის მიზანი იყო: Beauveria spp.–ის A, B და C კლადებში განთავსების მიზნით მოხდეს, სოკოდან გამოყოფილი დნმ–ის, რიბოსომული რნმ– ის გენური კლასტერის ITS–ის, ელონგაციის ფაქტორი–1 EF1-α-ის და ინტერგენური Bloc რეგიონების გენეტიკური თანმიმდებრობის განსაზღვრა PCR და სეკვენირებით. ჩატარებული სამუშაომ საშუალება მოგვცა საფუძველი ჩაეყაროს პათოგენის ეფექტური ბიოკონტროლის სტრატეგიის შემუშავებას.

კვლევის სახელწოდება: ქართული ვაზი, მისი როლი და მნიშვნელობა მსოფლიო მევენახეობის ისტორიაში
მონაწილეები: ნანა კუნელაური, ია ფიფია, თეიმურაზ კურცხალია
ვადები: 2015 - 2017
ბიუჯეტი: 60 000 ლარი
დონორი ორგანიზაცია: შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი
მოკლე ანოტაცია: ვაწარმოეთ ვაზის პლასტიდური დნმ-ის სრული თანამიმდევრობების შესწავლაზე დაფუძნებული კვლევები, სადაც ვაზის გენეტიკური შესწავლისათვის მსოფლიოს მაშტაბით ქართულ და კავკასიურ ნიმუშებებთან ერთად პარალელურად კვლევაში ჩართული იყვნენ ამერიკული და აზიური სახეობები და ასევე, ევროპაში მოძიებული ველური ვაზის ნიმუშები. ვაზის პლასტიდური დნმ-ის სრული ნუკლეოტიდური თანამიმდევრობების შესწავლამ საშუალება მოგვცა სიღრმისეულად დაგვეხასიათებინა საკვლევი ნიმუშების წარმოშობისა და ევოლუციის საკითხები. ჩატარებულ იქნა გვარ Vitis-ის ფილოგენეტიკური და ფილოგეოგრაფიული ანალიზი, გავარკვიეთ მისი ევოლუციის პროცესის ძირითადი დეტალები, გამოვავლინეთ ვაზის ის პოპულაციები, რომლებიც კულტურული ფორმების საფუძველს წარმოადგენდნენ. ვაზის ევოლუციის შესწავლა საინტერესოა არა მარტო ისტორიის თვალსაზრისით, არამედ იმითაც, რომ ვაზის უძველესი ველური პოპულაციების იდენტიფიკაცია ვაზის კულტურული ჯიშების სელექციაში გვეხმარება. ყოველივე ეს კი საშუალებას გვაძლევს სრულად წარმოვაჩინოთ ქართული ვაზის როლი და მნიშვნელობა მსოფლიო მევენახეობის ისტორიაში.

კვლევის სახელწოდება: Beauveria spp.-ის იზოლატების გენოტიპირება
მონაწილეები: ნანა კუნელაური
ვადები: 2017
ბიუჯეტი: 2000 აშშ დოლარი
დონორი ორგანიზაცია: შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი
მოკლე ანოტაცია: პროექტი მოიცავდა საქართველოს სხვადასხვა რეგიონში გავრცელებული ენტომოპათოგენური სოკოს Beauveria spp.-ის იზოლატების გენოტიპირებას, რადგან, ის წარმოადგენს სოფლის მეურნეობაში ერთ-ერთ ყველაზე ფართოდ გავრცელებულ ენტომოპათოგენურ სოკოს, რომელიც არის ტოქსინებისა და ბიოლოგიურად აქტიურინივთიერებების პროდუცენტი და იწვევს მრავალი სახეობის მავნე მწერის სიკვდილიანობას. დღესდღეობით მსოფლიოში მიმდინარეობს ინტენსიური კვლევები ენტომოპათოგენური სოკოების Beauveria, Metarhizum-სა და სხვა აქტიური შტამების გამოსავლენად და შესასწავლად. როგორც აჩვენა მოლეკულურმა ფილოგენურმა კვლევებმა, Beauveria spp.-ს გვარი მოიცავს დაუდგენელ სახეობებს, რომლის დადგენაც ტრადიციული კონიდიალური მორფოლოგიით შეუძლებელია. პროექტის მიზანია: Beauveria spp.–ის A, B და C კლადებში განთავსების მიზნით მოხდეს, სოკოდან გამოყოფილი დნმ–ის, რიბოსომული რნმ– ის გენური კლასტერის ITS–ის, ელონგაციის ფაქტორი–1 EF1-α-ის და ინტერგენური Bloc რეგიონების გენეტიკური თანმიმდებრობის განსაზღვრა PCR და სეკვენირებით. ჩატარებული სამუშაო საშუალებას მოგვცემს საფუძველი ჩაეყაროს პათოგენის ეფექტური ბიოკონტროლის სტრატგიის შემუშავებას.

აღნიშნული მონაცემები წარდგენილ იქნა ორ საერთაშორისო კონფერენციაზე აქედან ერთი დაფინანსებული იყო შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის მიერ

კვლევის სახელწოდება:ქართული ენდემური ხორბლების აცეტილკოენზიმ A-ს გენი: ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა და ფილოგენეტიკური კავშირები
მონაწილეები: ნანა კუნელაური
ვადები: 2017
ბიუჯეტი: 2000 აშშ დოლარი
დონორი ორგანიზაცია: შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდი
მოკლე ანოტაცია: აცეტილკოენზიმ A კარბოქსილაზის გენის 2,144 ნუკლეოტიდური წყვილის (ნწ) სიგრძის ეგზონი პოლიმერაზული ჯაჭვური რეაქციის დახმარებით იქნა ამპლიფიცირებული და სეკვენირებული. ეს ეგზონი აღნიშნული გენის კარბოქსიტრანსფერაზულ დომენს წარმოადგენს, სადაც ერთი ამინომჟავას ცვლილება (იზოლეიცინი/ლეიცინი) ამ მცენარეებში ჰერბიციდებისადმი მგრძნობელობას განაპირობებს. ქართული ხორბლების დიპლოიდური, ტეტრაპლოიდური და ჰექსაპლოიდური სახეობების აცეტილკოენზიმ A კარბოქსილაზის გენის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობათა შედარებითი შესწავლის ძირითად მიზანს მათი ფილოგენეტიკური ანალიზი და ხორბლის გენომის ევოლუციის თავისებურებების შესწავლა წარმოადგენს.