Přečtěte si více

Applied and basic research for agriculture

Pracovníci jednotlivých oddělení řeší výzkumné projekty a zabývají se mezinárodní spoluprací ve výzkumu, pořádáním vědeckých konferencí a workshopů, tvorbou certifikovaných metodik, poradenskou, publikační a přednáškovou činností.

Aplikovaný i základní výzkum pro zemědělství

Cílem práce bylo studium potenciálu klasických proteinových markerů pro popis části genové kolekce rodu Pisum. Pro experimentální práci byl z kolekce vybrán soubor českých odrůd (celkem 165 položek). Semenné proteiny byly analyzovány metodou SDS-PAGE s následným barvením pomocí Coomasie Blue. Isoenzymy byly děleny metodou PAGE za nativních podmínek a jejich detekce byla prováděna pomocí běžných metod.

Metoda biolistické transformace byla aplikována u hrachu a lnu. Cílem bylo optimalizovat podmínky nastavení parametrů přístroje BiolisticPDS-1000/He pro kultury in vitro u zájmových rostlinných druhů a vypracovat rutinní pracovní protokol. U hrachu byla současně porovnána účinnosti biolistiky a agrolistiky, u lnu byly odzkoušeny tři různé plasmidy s cílem optimalizovat specifické nastavení přístroje pro kultury lnu. Pro hrách bylo optimální nastavení tlak 1350 psí, FD15, L2, pro len 1100 psí, FD 15, L2. Agrolistika byla ve srovnání s biolistikou účinnější, po 23 dnech hodnocení GUS+ explantátů 16,5%, resp. 3,5%.

Byla studována schopnost genotypů přadného a olejného lnu odebírat z kontaminované zeminy těžké kovy. Byly zjištěny značné diference v akumulaci těžkých kovů různých genotypů lnu, dále bylo prokázáno, že vybrané genotypy lnu jsou schopny akumulovat do svých orgánů těžké kovy, zvláště kadmium, které v orgánech a v dílčích částech rostlin lnu některých genotypů bylo obsaženo i v nadlimitních hodnotách.

Pšenice, jakožto jedna z nejvýznamnějších světových polních plodin, je rovněž rostlinným druhem u něhož jsou aplikovány postupy moderních biotechnologií včetně metod genetického inženýrství. Pohled na uvolňování GM odrůd musí být nestranný a podložený odpovídajícími vědecky podloženými daty. V rámci přednášky jsou kromě jiných dat diskutovány vědecky podložené údaje o dálkovém přenosu pylu a podílu cizosprášení u pšenice pro potřeby posouzení biologické bezpečnosti a pro návrh pěstebních opatření při uvolňování GM odrůd pšenice v České republice.

S využitím organogenní kontinuální in vitro kultury hrachu, založené před 21 lety, byla pomocí molekulárních markerů a flow-cytometrie studována genetické stabilita ve srovnání s původním osivem. Byla konstatována stabilita jak na úrovni ploidie, tak rovněž na úrovni retrotransposonových a mikrosatelitních markerů.

Byly porovnány biologické reakce dvou odrůd lnu na kadmium. Po vytvoření suspenze bylo přidáno kadmium v koncentraci 10, 50 a 100µM a byly odebírány vzorky v časových intervalech 3,12,24 a 48 hodin. Změny v hladině fytovhelatinů průkazně rostly v závislosti na rostoucí koncentraci kadmia. Koncentrace 50 µM se ukázala jako mezní, vyšší koncentrace 100 µM je pro buňky letální.

Cd a Pb představují nejčastěji distribuované škodliviny na zemědělsky využívané půdy. Odrůdy přadného a olejného lnu byly hodnoceny ve čtyřletém přírodně simulovaném experimentu (2001-2004) na jejich toleranci, příjem a akumulaci Cd a Pb. Obecně lze říci, že oba typy lnu dobře snášely zvýšené koncentrace těžkých kovů půdy bez dramatických vlivů na růst rostlin a vývoj. Geneticky založené rozdíly (odrůdové rozdíly) byly pozorovány v přejímání a akumulaci Cd a Pb.

Pro transformace hrachu byl vytvořen nový konstrukt s fúzním proteinem SPI2:GFP tak, aby byla možná nedestruktivní detekce transformovaných tkání a studium lokalizace v buňce. Vstupní kazeta pUCA7-TX s genem gmspi2 – proteázovým inhibitorem izolovaným z hedvábí fúzovaným sekvencí GFP (green fluorescent protein) pod promotorem 35S (triple X) a OCS terminátorem.

Byla prezentována nová data pro hodnocení genetické stability somatických embryí, embryogenních kalusů, neembryogenních kalusů a R0-regenerantů ze somatické embryogeneze ve srovnání s výchozím explantátem pomocí moderních molekulárních metod (tři odlišné DNA metody - SSR, IRAP, AFLP). Žádné profilové alternace mezi vzorky nebyly nalezeny. V případě metylačně citlivých variant byl detekován 4-8% polymorfismus.

Cílem práce bylo studium elektroforetických spekter celkových proteinů v různých fázích vývoje somatických embryí hrachu při použití jednoduchého protokolu přímé regenerace z apikálních meristémů na médiu s přídavkem auxinu. V jednotlivých fázích vývoje somatických embryí byla provedena stanovení obsahu proteinů a také analýzy jejich elektroforetických spekter metodou SDS-PAGE. Exprese proteinů v somatických embryích byla porovnána s jejich tvorbou v zygotických embryích ve vybraných vývojových stádiích.

Vývoj embryogenních suspenzí je velmi důležitý pro další pokrok při studiu fyziologických i genetických aspektů somatické embryogeneze u Pisum sativum L. Studie ukazuje metodologická data, získaná během vývoje embryogenních suspenzí u hrachu a budoucí strategii pro ustavení embryogenní suspenze či repetitivní somatické embryogeneze v tekutých médiích.

Byly studovány rizika spojená s pěstováním geneticky modifikovaného hrachu pomocí simulačního eperimentu s dominatními a recesivními znaky a sledována míra možného cizosprášení v následných F1-2 generacích (2001-2003). takto byla stanovena míra rizika přenosu pylu, dále pak byl sledován výskyt a chování jednotlivých druhů hmyzu, jako potencionálních přenosců pylu. během celého epxerimentu nebylo prokázano cizosprášení ( mezi přibližně 40 tisíci jedinci hrachu), což naznačuje velmi nízkou možnost cizosprášení.

Kmín (Carum carvi L.) je tradiční miříkovitou léčivou a cizosprašnou rostlinou. Konvenční šlechtitelské metody se soustředěné na vysoký výnos a kvalitu silice v semeni jsou omezeny nízkou genetickou proměnlivostí (Nemeth 1998, Evenhuis et al. 1998). Současná studia rodu Daucaceae nenásledují možnosti dihaploidních rostlin přes in vitro pylovou embryogenezi kromě mrkve (Andersen et al. 1990, Adamus a Michalik 2003). Pro ověření schopnosti tvorby DH rostlin u kmínu bylo testováno 10 vybraných genotypu ozimého kmínu. Stav ploidie z regenerovaný rostlin byl analyzovaný pomocí flow-cytrometrie. Začátek pylového vývoje z normální gametogeneze k sporogenezi byla zjištován metodami světelné a fluorescenční mikroskopie. Donorové, haploidní, dihaploidní, andiploidní rostliny byly srovnávané analýzou esterasáz (EST) pro rozlišení pylového nebo prašníkového původu regenerujících rostlin. Četnost indukce embryogeneze byla nízká. Mikroskopie metoda ukázala asynchronní vývoj pyl uvnitř prašníků.

V posledních letech se spektrum chorob a poškození kmínu kořenného změnilo. Důležitost patogena Mycocentrospora acerina, který byl do nedávna považován za nejvážnějšího původce choroby na kmínu, se snižuje, zatímco vzrůstá význam patogenů dalších, jako Erysiphe heraclei nebo Ascochyta carvi. Cíle práce bylo identifikovat a determinovat druhy hub kontaminujících semena kmínu a stanovit vhodnou fungicidní ochranu. Přímým mikroskopickým určením bylo zjištěno, že nejvíce se na semenech kmínu vyskytují Alternaria alternata and Cladosporium cladosporiodes. Cladosporium herbarum, Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. equiseti, Fusarium sp., Epicoccum nigrum, Trichothecium roseum and Aureobasidium sp. se nevyskytovaly často. V roce 2005 a 2006 v polních pokusech ovlivnila aplikace fungicidů v době kvetení zejména patogenní houby jako Ascochyta carvi a Septoria carvi, ale neovlivnila saprofyty, A. alternata nebo Cladosporium sp. Ve srovnání s kontrolou vzrostl výnos nažek v roce 2005 pouze u aplikace prothioc