Projekti / Programi
Vzpostavitev sistema uporabe DNA markerjev za genetsko identifikacijo pri preverjanju sortne pristnosti in čistosti pomembnejših vrst žit in križnic kot osnova za kakovostno pridelavo semenskih posevkov ter varno in kakovostno pridelano hrano in krmo
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
4.03.01 |
Biotehnika |
Rastlinska produkcija in predelava |
Kmetijske rastline |
Koda |
Veda |
Področje |
B006 |
Biomedicinske vede |
Agronomija |
Koda |
Veda |
Področje |
4.01 |
Kmetijske vede in veterina |
Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo |
sortna čistost, sortna pristnost, DNA markerji, genetska identifikacija, križnice, žita
Raziskovalci (14)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
50595 |
dr. Eva Blatnik |
Rastlinska produkcija in predelava |
Mladi raziskovalec |
2018 - 2021 |
22 |
2. |
13379 |
dr. Peter Dolničar |
Rastlinska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
827 |
3. |
51501 |
Maša Jablonska |
Varstvo okolja |
Tehnični sodelavec |
2018 - 2020 |
48 |
4. |
34256 |
dr. Aleš Kolmanič |
Rastlinska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
307 |
5. |
05666 |
mag. Boris Koruza |
Rastlinska produkcija in predelava |
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
210 |
6. |
22937 |
Marija Kregar |
|
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
0 |
7. |
05667 |
dr. Vladimir Meglič |
Rastlinska produkcija in predelava |
Vodja |
2018 - 2021 |
871 |
8. |
17317 |
Andrej Obal |
|
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
25 |
9. |
29498 |
dr. Barbara Pipan |
Rastlinska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
271 |
10. |
11092 |
mag. Romana Rutar |
Rastlinska produkcija in predelava |
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
113 |
11. |
32176 |
dr. Aleš Sedlar |
Rastlinska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2018 - 2020 |
54 |
12. |
37723 |
dr. Lovro Sinkovič |
Rastlinska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2018 - 2021 |
224 |
13. |
34021 |
Darja Vouk |
|
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
0 |
14. |
13193 |
Drago Žitek |
Rastlinska produkcija in predelava |
Tehnični sodelavec |
2018 - 2021 |
45 |
Organizacije (1)
št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
0401 |
Kmetijski inštitut Slovenije |
Ljubljana |
5055431 |
20.030 |
Povzetek
Sortna pristnost in kakovostno seme sort, ki so prilagojene slovenskim pridelovalnim razmeram, sta ključnega pomena za uspešno kmetijsko pridelavo in posledično za zagotavljanje prehranske varnosti in zmanjšanje tveganja v kmetijski pridelavi. Nova pravila mednarodne zveze za testiranje semena ISTA (International Seed Testing Association) z dne 1.1.2017 uvajajo bolj zanesljive postopke določitve sortne pristnosti, ki temeljijo na uporabi DNA markerjev. Glede na aktualnost tematike ISTA pripravlja tudi priročnik o preverjanju sortne pristnosti z uporabo metod na osnovi DNA (angl. t.i. DNA-based variety identification), ki bo izšel v letu 2019. ISTA delovna skupina za sortnost v svojem poročilu 2016-2017 poroča o uvajanju SSR (Short Sequence Repeats) markerjev za pšenico. V splošnem je pri različnih vrstah najbolj široko uporabljeno molekulsko orodje prav aplikacija SSR markerjev, za določene rastlinske vrste pa je v fazi uvajanja tudi genotipizacija z uporabo še preciznejših SNP (Single Nucleotide Polymorphism) markerjev (ISTA News Bulletin, 154, October 2017). V okviru delovne skupine OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) Seed Schemes je bila Služba za uradno potrjevanje semenskega in sadilnega materiala kmetijskih rastlin (SUP) na Kmetijskem inštitutu Slovenije kot slovenski certifikacijski organ pozvana, da se opredeli glede izvajanja biokemičnih in molekulskih analiz za preverjanje sortne čistosti, identifikacije ter hibridizacije znotraj posameznih rastlinskih vrst, za katere bi lahko izvajali analize i. Tudi s te strani je močan poudarek na aplikaciji DNA markerjev na račun opuščanja analiz na osnovi biokemičnih markerjev. V zadnjem obdobju si žlahtnitelji vse bolj prizadevajo, da bi imela vsaka sorta ob svojem opisu predpisano tudi metodiko genetske identifikacije ter dostopen genetski profil določenih lokusov v genomu, na podlagi katerih se sorte med seboj zanesljivo in učinkovito loči. Posledično se v smislu zaščite žlahtniteljskih pravic (angl. breeders rights) žlahtnitelji vedno bolj poslužujejo uporabe novih zanesljivih metod, ki sorte med seboj učinkovito ločijo in to je z uporabo DNA markerjev. Dejansko se tudi pri potrjevanju semenskih posevkov tekom vegetacije pojavlja problem identifikacije sort netipičnih rastlin predvsem znotraj vrst žit in križnic. Uporabnost genetske identifikacije sort se kaže pri analizah kakovosti semena v laboratoriju, ko se na osnovi morfoloških znakov semena pri analizi čistote in klic v postopku kalivosti pojavlja sum na drugo sorto, vrsto ali celo rod. Nove sorte so si namreč vedno bolj morfološko podobne zato je njihova identifikacija na osnovi vidnih znakov vedno težja. Znotraj predlaganega projekta želimo vzpostaviti zanesljivo in učinkovito genetsko orodje, s pomočjo katerega bomo v primeru dvoma na nivoju fenotipsko izraženih lastnosti pri preverjanju sortne čistosti in pristnosti tako posevkov kot tudi vzorcev semena, ciljno identificirali rod/vrsto/sorto pomembnejših predstavnikov znotraj žit in križnic. Vzpostavljen sistem z uporabo molekulskih markerjev bi nam tako omogočil genomsko-specifično in sortno ločevanje predvsem znotraj/med vrstami žit in križnic, ki se v pridelujejo Sloveniji. Ključno namreč je, da se genetska identifikacija v primeru dvoma na nivoju morfološke identifikacije sorte za posamezno kategorijo semena izvede že na začetku pridelovalne verige pri vzorcu semena v semenskih laboratorijih, ker lahko neželene primesi in prisotnost netipičnih sort pomembno vplivajo na kakovost pridelka in posledično na zagotavljanje varne hrane ter krme. Vzpostavljen sistem za genotipizacijo na osnovi DNA markerjev bo predstavljal učinkovito in zanesljivo podporo pri identifikaciji sort v primeru določanja sortnosti ter sortne čistosti (primesi druge(ih) sort (e)). Z vzpostavljenimi metodami bomo preko identifikacije glavnih/specifičnih alelov izdelali alelne profile znotraj rodu/vrste/sorte agronomsko pomembnih žit in križnic. Na podlagi teh rezul
Pomen za razvoj znanosti
V znanosti bodo rezultati predlaganega projekta podali vpogled v splošno raznolikost sort znotraj skupine žit ter med sortami znotraj skupine križnic. Na podlagi aplikacije različnih DNA markerjev, ki so povezani z ločevanjem posameznih genomov znotraj sort in med sortami bomo pridobili informacijo tudi o genomskih regijah, na podlagi katerih se posamezne sorte med seboj razlikujejo, kar bi pripomoglo k študijam genoma tudi z uporabo tehnologij sekvenciranja naslednje generacije (NGS).
V strokovnih krogih, ki se ukvarjajo s preizkušanjem razločljivosti, izenačenosti in nespremenljivosti ( RIN), s postopki uradnega potrjevanja semenskih posevkov in s preverjanjem sortne pristnosti in čistosti na polju, je uporaba molekularnih tehnik že dlje časa aktualna tematika. Z namenom raziskave uporabnosti teh tehnik je bilo ustanovljenih tudi že več delovnih skupin pri različnih strokovnih inštitucijah (OECD, ISTA, UPOV, Evropska komisija), katerih neposredni ali posredni člani so tudi slovenski certifikacijski organi. Raziskave na področju uporabe molekularnih tehnik v postopkih certificiranja bodo zato širše uporabljene in bodo pripomogle predvsem k vzpostavitvi naprednih dopolnilnih tehnik za določanje sortne pristnosti in čistosti tako v Sloveniji kakor tudi širše. Cilj raziskav je predvsem pridobiti protokole, ter vzpostaviti metode, ki bi jasno začrtale pot uporabe molekularnih tehnik v certifikaciji žit in križnic.
Rezultati predlaganega projekta bodo predstavljali osnovo za pripravo oziroma dopolnitev baz podatkov z opisi sort, kjer bodo na voljo tudi genetske informacije, ki so bile pridobljene po predpisanih in dokazano ponovljivih protokolih. Te baze se bodo lahko vzpostavile in z registracijami novih sort lahko dopolnjevale in nadgrajevale, kar bi v primeru nadaljevanja omogočalo certifikacijski službi, ministrstvu ter žlahtniteljem interaktiven vpogled v bazo.
Pomen za razvoj Slovenije
Pridelava semen, tako poljščin kakor tudi vrtnin, je pomembna panoga znotraj kmetijstva. Prav tako pa je pomembna tudi trgovina s semeni, ki je vpeta v mednarodni prostor. Trg s semeni hitro narašča, zato postaja ključno vprašanje kako z minimalnimi vložki zagotoviti kakovosten nadzor nad semenom, oziroma njegovo kakovostjo z namenom ohranjanja biotske raznovrstnosti ter varstvom potrošnika. Zagotovo je eden izmed načinov ta, da je potrebno nadzorovati celoten postopek proizvodnje semena, od načrtovanja semenskega posevka, do končnega potrošnika. To lahko storimo le s strokovnostjo, izkušnjami ter vso znanostjo, ki jo imamo na voljo. Testiranje semen je zagotovo pomemben dejavnik v tej verigi. Z uporabo molekularnih tehnik v postopku ugotavljanja sortne pristnosti in čistosti lahko skrajšamo postopke za vpis sort v sortno listo, olajšamo varovanje žlahtniteljskih pravic ter potrošniku zagotovimo, da prejme le najboljše seme, ki mu bo zagotovilo tudi maksimalen pridelek. Poleg tega bodo genetske informacije o posameznih sortah lahko predstavljale uporabno osnovo pri zakonodaji, ki bo v bodoče stopala v veljavo tudi na področju pridelave in certificiranja ekološkega semena (npr. EU 2018/848).
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2019