Aktivita 3.1

Číslo a názov aktivity3.1 Aplikovaný výskum v rastlinných biotechnológiách
Názov špecifického cieľa3. Vybudovanie pracoviska komplexného výskumného, inovačného a kompetenčného regionálneho centra na ÚGBR SAV v Nitre
Cieľ aktivity

Aktivita bude riešená v rámci dvoch cieľov a to:
A. Vytvorenie materiálovo technického bázy pre aplikovaný výskum v oblasti rastlinných biotechnológií
B. Realizácia aplikovaného výskumu v oblasti rastlinných biotechnológií

Opis aktivity

Doteraz publikované výsledky a  poznatky potvrdzujú dôležitosť a  význam aplikácie biotechnologických metód pre rýchlu produkciu  atraktívnych a hospodársky cenných druhov poľnohospodárskych plodín. Prednosťou aplikovaných techník in vitro je možnosť získať z malého množstva východzieho materiálu značne množstvo bezvírusových a geneticky uniformných rastlín. K ďalším výhodám patrí možnosť dlhodobého uskladnenia a uchovania vyselektovaných genotypov v kultúre in vitro, ako aj možnosť transportu kultúr in vitro do zahraničia bez zdĺhavého overenia a pod. Techniky in vitro umožňujú urýchliť proces klíčenia semien, otestovať ich fertilitu priamym vysiatím na kultivačné médium a zabezpečiť efektívnu reprodukciu, napr. hybridov alebo cenných genotypov využiteľných v šľachtiteľskom procese. Výhodou je aj možnosť imitácie rôznych stresových faktorov v podmienkach in vitro za účelom testovania reakcie vybraných druhov na stres a ich selekcie. Získanie dostatočného množstva otestovaného  zdravého  sadbového materiálu by obmedzilo dovoz zo zahraničia a umožnilo  založenie produkčných výsadieb na Slovensku.
Účelom vybudovania pracoviska komplexného výskumného, inovačného a kompetenčného regionálneho  centra na SPU v Nitre pri ÚGBR SAV je vytvorenie podmienok pre zvyšovanie miery spolupráce ÚGBR SAV so spoločenskou a hospodárskou praxou prostredníctvom prenosu poznatkov a technológií z oblasti biotechnológií a genetiky rastlín a ich uplatnenia v poľnohospodárskej produkcii a v šľachtení. Riešenie aktivity bude zamerané na dosiahnutie dvoch cieľov:
A.     Vytvorenie materiálovo technickej bázy pre aplikovaný výskum v oblasti rastlinných biotechnológií.
B.    Aplikovaný výskum v oblasti rastlinných biotechnológií

A.    Vytvorenie materiálno-technickej bázy
V rámci cieľu A budú vybudované dve laboratóriá, a to:
1) Laboratórium molekulárneho šľachtenia rastlín (LMŠR) – miestnosť č. C 1084 – toto laboratórium bude novo zriadené.
2) Laboratóriá reprodukčnej a vývinovej biológie (LRVB) – miestnosti č. C 2064, C 2065, kultivačné miestnosti C 78,  C 1101, A 54b1, A 54b2.
Zariadenie obsahuje výmenu pevne zabudovaného laboratórneho vybavenia a príslušenstva pozostávajúceho z digestorov, ktoré slúžia na bezpečnú prácu s prchavými, dráždivými a horľavými látkami a sú vybavené nábehovými hranami slúžiacimi na úspornú prevádzku v pracovnom priestore digestora. Laboratória budú vytvárať vhodné pracovné prostredie pre výskum.
Laboratórne vybavenie a príslušenstvo pre kultiváciu rastlín  pozostáva z regálového systému, klimatizácie a regulovaného multifunkčného osvetlenia pre jednotlivé úseky, oddelenia zabezpečujúce kultiváciu rastlín pri definovanej vlnovej dĺžke a regulovanej teplote.
Vstupy: Vstupom bude existujúca technická a personálna infraštruktúra, ktorou disponuje ÚGBR SAV a prístroje a zariadenia zakúpené v rámci aktivity  tohto projektu.
Metóda: Laboratória budú zriadené na základe doteraz existujúcich laboratórií a pracovných tímov. Aktivity laboratórií budú stavať na doteraz získaných výsledkoch a skúsenostiach. Koordinácia aktivít výskumných tímov bude však značne posilnená a orientácia výskumu bude nasmerovaná na aplikáciu výsledkov výskumu v poľnohospodárskej, šľachtiteľskej a pestovateľskej praxi. Prenos výsledkov výskumu do praxe bude zabezpečený v tesnej spolupráci s  AgroBioTech Transfer centrom.
Výstupy:
1.    Laboratórium molekulárneho šľachtenia rastlín (LMŠR)
2.    Laboratóriá reprodukčnej a vývinovej biológie

B.    Aplikovaný výskum
Aplikovaný výskum bude orientovaný na prioritné oblasti rozvoja spoločnosti, ako sú využívanie, ochrana  a  reprodukcia biologických zdrojov, kvalita života, progresívne technológie  a  ochrana životného prostredia.
Aplikovaný výskum bude pokrývať nasledovné oblasti:
Oblasť molekulárnej biológie a biotechnológií rastlín – za účelom vypracovania postupov pre prenos génov do rastlinných genómov využitím systému Agrobacterium tumefaciens, s cieľom zlepšenia úžitkových vlastností hospodársky významných plodín. Výskum bude pokrývať aj problematiku odstránenia selekčných markerových génov rezistencie k antibiotikám z genómu transgénnych rastlín s cieľom zabrániť nekontrolovaného úniku génov rezistencie do životného prostredia (potenciálny outcrossing).
Molekulárne šľachtenie rastlín – bude rozvíjané ako metóda komplementárna ku konvenčnému šľachteniu, ako je napr. indukovaná mutagenéza, ktorá významne prispieva k zefektívneniu šľachtiteľského procesu a môže byť aplikovaná pre mnohé poľnohospodárske plodiny. Cieľom bude zavedenie nových genotypov do poľnohospodárskej produkcie, čo bude príspevkom pre trvalo udržateľné poľnohospodárstvo, udržanie biologickej diverzity a potravinovú bezpečnosť.
Oblasť systémovej biológie, genomiky a proteomiky – s cieľom charakterizovať nové genotypy získané aplikáciou biotechnologických postupov (biotech rastliny), ako aj genetické zdroje rastlín pomocou moderných genomických a proteomických prístupov.  Identifikovať kľúčové komponenty dôležité pre potravinárstvo a výživu, sledovať reakciu rastlín na biotické a abiotické stresové faktory, ako aj adaptačné mechanizmy rastlín na nepriaznivé podmienky, čo v konečnom dôsledku umožní zefektívnenie šľachtiteľského úsilia a regulovanie podmienok kultivácie rastlín tak, aby sa dosiahla maximálna a kvalitná produkcia.
Oblasť propagácie rastlín in vitro – za účelom rutinnej aplikácie pre rýchle a ekonomicky výhodné klonálne množenie sadbového materiálu hospodársky významných plodín. Cieľom tejto aktivity bude vypracovanie protokolov pre in vitro propagáciu vybraných druhov rastlín využitím rôznych in vitro techník (propagácia pomocou axilárnych výhonkov, adventívnou regeneráciou, využitím somatickej a gametickej embryogenézy) s využitím pre produkciu haploidných šľachtiteľských línií, ako aj pre masové množenie cenných genotypov pre potreby šľachtiteľskej a pestovateľskej praxe. Vypracované protokoly budú k dispozícií množiteľom pre aplikované množenie týchto plodín.
Oblasť reprodukčnej a vývinovej biológie – bude rozvíjaná taktiež na cytologickej a molekulárnej úrovni za účelom poznanie regulácie vývinových procesov pri hospodársky významných plodinách s cieľom cielenej regulácie týchto procesov žiadaným smerom.
Očakávané výstupy
Oblasť molekulárneho šľachtenia a biotechnológií rastlín predstavuje strategickú oblasť ekonomiky tretieho tisícročia na Slovensku. Cielený prenos génov do rastlinných genómov spolu s mutačnými technikami významne prispeje k zefektívneniu šľachtiteľského procesu a prinesie zlepšenia úžitkových vlastností hospodársky významných plodín. Výsledkom bude:
-    vytvorenie nových cenných genotypov,
-    efektívne množenie ekonomicky významných plodín využitím in vitro kultúr a začlenenie do poľnohospodárskej produkcie, čo bude príspevkom pre trvalo udržateľné poľnohospodárstvo, udržanie biologickej diverzity a potravinovú bezpečnosť.
-    vypracované metodiky pre mikropropagácia vybraných
-    druhov a odrôd drobného ovocia.
-    Odporúčanie pre implementáciu legislatívnych požiadaviek, týkajúcich sa bezpečnosti GM rastlín, ako aj k oživeniu odbornej aj laickej diskusie o GMO.

Zodpovedná osoba

Alena Gajdošová

Odborní pracovníci

1.    Ján Salaj
2.    Alena Gajdošová
3.    Gabriela Libiaková
4.    Martin Jopčík
5.    Radoslava Matúšová
6.    Andrea Hricová
7.    Martin Hajduch
8.    Ľubica Uvačková
9.    Katarína Klubicová

Odborní pracovníci boli vybraní na základe ich vedeckých skúseností v oblasti genetiky a šľachtenia, bunkovej, vývinovej a reprodukčnej biológie, pletivových kultúr, molekulárnej biológie, genetického inžinierstva a proteomiky. Sú to vysokokvalifikovaní špecialisti s hodnosťou „vedecký pracovník“, ktorí majú potrebné vedomosti a skúsenosti s prístrojovou technikou, ktorá sa plánuje zakúpiť.

Očakávaný dosah aktivity

Zakúpené zariadenia a prístroje budú k dispozícií výskumným tímom zúčastnených partnerov a odborníkom z praxe a budú vytvárať bázu pre vybudovanie pracoviska komplexného výskumného, inovačného a kompetenčného regionálneho  centra na SPU v Nitre pri ÚGBR SAV.
Rastlinné biotechnológie predstavujú na Slovensku strategickú oblasť ekonomiky tretieho tisícročia. Aktivita je v priamom súlade s vecnými prioritami výskumu a vývoja SR, ktoré sú jasne zadefinované v dokumente „Dlhodobý zámer štátnej vednej a technickej politiky do roku 2015“.
Aktivity projektu prispejú k rozvoju rastlinných biotechnológií a k zintenzívneniu spolupráce výskumno-vývojových inštitúcií so spoločenskou a hospodárskou praxou, k intenzívnemu transferu získaných poznatkov do praxe, k ich uplatneniu pri produkcii hodnotných potravín a tým nielen k zvýšeniu potravinovej bezpečnosti krajiny, ale aj k procesu tvorby znalostnej spoločnosti, k zvýšeniu vzdelanosti obyvateľstva a týmto spôsobom aj k akceptácii a pochopeniu moderných biotechnologických postupov, bez ktorých sa ekonomika tretieho tisícročia nezaobíde ani na Slovensku. Aktivita 3.1 prispeje tým k zvyšovaniu hospodárskeho rastu regiónov a celého Slovenska.
Predpokladá sa, že získané výstupy aplikovaného výskumu budú využívať existujúce a novo vytvorené súkromné spoločnosti a drobní živnostníci, hlavne tí, ktorí sídlia v nitrianskom regióne. Výsledky nášho výskumu resp. obstaraná infraštruktúra budú pravidelne prezentované resp. využívané študentmi univerzít s biologickým zameraním vo forme prednášok a stážových cvičení na ÚGBR SAV. Títo budú predstavovať potenciálnych využívateľov výsledkov aplikovaného výskumu.

More in this category: « Aktivita 2.5