Projekti / Programi
01. januar 2009
- 31. december 2012
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.00 |
Naravoslovje |
Biologija |
|
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B270 |
Biomedicinske vede |
Rastlinska ekologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.06 |
Naravoslovne vede |
Biologija |
biodiverziteta, bioinvazija, biotest, ekotoksikologija, ekstremna rastišča, interakcije rastlin s patogenimi mikroorganizmi, kartiranje flore, mehanizmi strpnosti, mikoriza, okoljski monitoring, ogrožena rastišča, onesnaževanje, sladkorni metabolizem, ohranjaneje narave
Raziskovalci (27)
Organizacije (1)
Povzetek
Ohranjanje biodiverzitete je osnova trajnostnega razvoja in strateški cilj ter izziv za prihodnost Slovenije. Z ratifikacijo Konvencije o biološki raznovrstnosti so določila Konvencije postala tudi pravno zavezujoč okvir, s katerim se je Slovenija zavezala k izpolnjevanju ciljev na način predviden v Konvenciji. Predpogoj za ohranitev biodiverzitete je razumevanje njenega pomena, ki ga omogočajo raziskave na habitatni, vrstni in genski ravni. Da bi to dosegli, vključuje program Biologija rastlin raziskave biodiverzitete slovenskih rastlin, s poudarkom na rastlinah ekstremnih habitatov, kot so soline, mokrišča, zelo onesnažena območja. Nadaljujemo z raziskavami endemičnih rastlin in rastlin z rdečega seznama svetovno ogroženih vrst, ki ga vodi IUCN. Mnoge vrste z evropskih rdečih seznamov na območju Slovenije niso ogrožene. Tem bomo posvetili posebno pozornost, saj je Slovenija morda zanje še edini preostali življenjski prostor. Za najbolj ogrožene rastlinske vrste bomo predlagali, poleg habitatnega varstva (in situ) tudi varovanje ex situ ali bomo omogočili njihovo varovanje na nadomestnem rastišču.
Dolgoročno spremljanje sprememb v ekosistemih je pokazalo, da je upadanje biodiverzitete največkrat posledica človekovega delovanja. Ta se med drugim kaže tudi v namernem ali nenamernem uvajanju tujih vrst v naravne habitate, kar lahko prizadene celovitost ekosistemov, saj se nekatere vrste naturalizirajo ali postanejo invazivne. Tujerodne vrste lahko nadomestijo nativno floro in vplivajo na pretok energije in kroženje snovi v ekosistemu. Čeprav je antropogeni vpliv pri bioinvaziji pomemben, pa še ne poznamo jasnega odgovora na vprašanje, kaj naredi neko vrsto invazivno. V okviru programa bomo poskušali določiti ekološke dejavnike in genetske danosti, ki omogočijo nekaterim tujerodnim vrstam, da postanejo invazivne.
Ekstremna rastišča so zaradi specializiranosti organizmov še bolj ranljiva, zato je ugotavljanje sprememb na teh rastiščih neke vrste "early warning system"- sistem za zgodnje prepoznavanje.V programu raziskujemo mehanizme, ki rastlinam omogočajo prilagajanje na različne naravne dejavnike (npr.: slanost, spremembe vodostaja) ali vplive zaradi človekovega delovanja (onesnažila, UV-B sevanje). Selekcijski pritiski v takih ekosistemih imajo za posledico, da preživijo (so uspešni) le zelo strpni ali dobro prilagojeni organizmi. S spoznanji o mehanizmih, ki sprožijo odzive na različnih ravneh lahko prispevamo tudi k učinkovitejši fitoremediaciji podobnih rastišč. Pri proučevanju prilagoditvenih mehanizmov nas zanimajo tudi fiziološki in biokemijski vidiki povezav rastlin z mikoriznimi ali patogenimi glivami in spojine, ki se sintetizirajo, kot odgovor rastline na njihovo prisotnost. Take spojine bi potencialno lahko uporabili kot nove biotehnoško uporabne biomolekule. Na osnovi raziskav odziva rastlin na stresne dejavnike bomo poskušali določiti parametre, ki bi bili uporabni kot kazalci pri dolgoročnem sledenju sprememb v ekosistemih.
Del raziskav programske skupine je vezan na temeljne študije encimov vključenih v metabolizem sladkorjev pri koruzi, z dolgoročnim ciljem izboljšave gospodarsko pomembnih rastlin.
Podpora raziskavam programa Biologija rastlin so tri infrastrukturne enote, ki delujejo v okviru programske skupine. Botanični vrt je edina univerzitetna ustanova v Sloveniji, ki opravlja vse funkcije botaničnega vrta: vzdržuje živo gensko in semensko banko, znotraj katerih so posamezne zbirke endemitov, ogroženih vrst našega geografskega območja, rastline s klasičnim nahajališčem na našem ozemlju in kulturno-zgodovinsko pomebne rastline. V vrtu je 4500 vrst, podvrst in oblik rastlin. Drugo infrastrukturno enoto predstavlja herbarijska zbirka, ki je s 150 000 polami največja tovrstna zbirka v državi. Tretja enota je glivna banka Katedre za fiziologijo rastlin, ki deluje v okviru zbirke industrijskih mikroorganizmov Biotehniške fakultete.
Pomen za razvoj znanosti
S preučevanjem rastlinske raznovrstnosti na različnih ravneh, dopolnjujmo znanstvene izsledke na lokalni in globalni ravni. Izsledki raziskave tribusa Sileneae ter kompleksa vrbovcev in dresnikov, pomenijo pomemben prispevek k poznavanju teh zahtevnih skupin. Raziskave biologije različnih invazivnih vrst, so pripomogle k poznavanju njihove razširjenosti in razumevanju vzrokov za njihovo invazivnost. Raziskave invazivnih vrst v obrežnih pasovih so pokazale, da je njihovo pojavljanje odvisno od zgradbe obrežnega pasu. Raziskave makrofitov v rekah, kalih in v akumulacijskem jezeru kažejo pomen zaledja in obrežnega pasu za razvoj združbe. Posebnega pomena so izsledki o biologiji rastlinskih vrst na skrajnih rastiščih (s težkimi kovinami obremenjena območja, presihajoči sistemi in slanišča) in njihovih prilagoditvah, saj pomembno prispevajo k razumevanju mej strpnosti primarnih proizvajalcev, njihovih odnosov z glivami in patogenimi organizmi ter njihovih ekoloških vlog. V izbranih skrajnih ekosistemih smo raziskali prisotnost in pomen AM gliv in temno septiranih endofitov za uspešno rast in razvoj izbranih vrst rastlin, kar prinaša nova spoznanja v slovenskem in svetovnem merilu. Pomen mikoriznih gliv pri odpravljanju alelopatskih učinkov koreninskih izvlečkov do sedaj še niso bili raziskani. Naše raziskave teh izvlečkov, ki lahko služijo kot nadomestek herbicidom, zato pomembno prispevajo k razumevanju njihovih učinkov. Novost so tudi izsledki o učinkih UV-B sevanja na kolonizacijo korenin ajde z mikoriznimi glivami in pozitivni učinki sočasnega delovanja suše in UV-B sevanja pri ajdi. Raziskave vsebnosti Se v vodnih rastlinah so redke, zato smo s svojim delom doprinesli k poznavanju tega področja in uporabnosti različnih vrst rastlin za bioremediacijo in bioindikacijo. Rezultati raziskav obravnavanja gojenih rastlin s Se izpostavljajo najuspešnejše načine obravnavanja in najbolj primerne vrste za bogatenje s Se. Večletne raziskave primarne proizvodnje trsta na presihajočem jezeru v povezavi s spremembami vodostaja lahko pomembno prispevajo k razumevanju učinkov sprememb vodostaja v vodnih telesih ob spreminjanju padavinskih vzorcev. Nove so ugotovitve poteka razvoja semena pri koruzi in odpadanja listov pri paradižniku, ki so izhodišče za biotehnološke izboljšave. Raziskave morfologije in kemijske zgradbe tkiv semen pšenice so pomembne za razumevanje privzema mineralov in biofortifikacije. Zaradi vse pogostejšega pojavljanja nanodelcev v našem življenju, so rezultati o toksičnosti pomembni z vidika njihove uporabe in varovanja zdravja. Odbojni spektri listov imajo široko uporabo. Meritve optičnih lastnosti listov različnih rastlinskih vrst kažejo, da je potrebno »spektralne podpise« vrst tolmačiti previdno obenem pa prinašajo nove izsledke o optičnih lastnostih listov močvirskih vrst. Pomembna je ugotovitev, da imata tatarska ajda in zelje sposobnost za spreminjanje neorganskih oblik Se v bioaktivne Se organske snovi, pomembne v prehrani. Se ima vpliv na potomke s Se obravnavane tatarske ajde. Znaten prispevek k znanosti je razvoj in izboljšanje različnih raziskovalnih metod, ki smo jih preverili v svojih raziskavah. V okviru raziskav s področja molekulske biologije ter za raziskavo endoreduplikacije smo izboljšali metodološke pristope v svetlobni mikroskopiji. Metodo mapiranja elementov v rastlinskih tkivih z mikroprotonsko inducirano emisijo rentgenskih žarkov smo nadgradili z uporabo modernih sinhrotronskih metod, kar omogoča raziskave porazdelitve elementov v tkivih in določanje vezavnih oblik kovin. Razvoj nove detekcijske molekule za membranski sfingomielin je pomemben za uporabo v raziskavah metabolizma tega lipida. Širšo znanstveno uporabnost ima rastlinski in glivni material ter semena rastlin, zbrana v okviru programske skupine, ki imajo znan izvor in so dostopni raziskovalcem za študij populacijske dinamike vrst ali znotrajvrstne variabilnosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Naše preživetje je odvisno od nemotenosti naravnih procesov, ki pogojujejo ekosistemske storitve, zato so nova dognanja o biologija rastlin osnova družbenega in ekonomskega razvoja Slovenije. Posredovanje znanja skozi znanstvene, strokovne in poljudne publikacije ter pedagoško delo, vključno z različnimi delavnicami, vpliva na vse ravni našega življenja, s pisanjem v slovenskem jeziku pa se razvija strokovno izrazje. Raziskovalni program je omogočal vključevanje študentov v znanstveni proces (60 diplom, 3 doktorati) ter vključevanje raziskovalcev v mednarodne projekte in povezave z raziskovalnimi skupinami v tujini. Izvajanje programa je omogočilo dopolnjevanje podatkovnih zbirk in herbarija, kar je pomembno tako iz znanstvenega kot tudi kulturno-zgodovinskega vidika. Program je vključeval tudi preučevanje endemičnih vrst in njihove evolucije ter ekosistemov posebnega pomena, kot je Cerkniško jezero. Rezultati programa imajo številne neposredne učinke. Floristične, taksonomske in ekološke raziskave so pomembne za izboljšave rastlinskega določevalnega ključa Mala flora Slovenije. Z izsledki raziskav fitoremediacije (fitoekstrakcija, fitostabilizacija) lahko prispevamo k stabilizaciji s toksičnimi kovinami obremenjenih območij. Raziskave prisotnosti in diverzitete AM gliv in TSE so pomembne zaradi povečevanja zmožnosti rastlin za premagovanje stresnih razmer in vpliva onesnaženja. Raziskave medsebojnih vplivov alelopatskih snovi in AM simbioze izpostavljajo uporabnost teh snovi kot okolju prijaznejšo alternativo kemičnim herbicidom. V Sloveniji je v tleh nizka koncentracija rastlinam dostopnega Se, zato poznavanje privzema Se pri gojenih rastlinah, prispeva k ustrezni sestavi hrane za ljudi in živali. Ugotovili smo, da je možno odrasle rastline in kalice izbranih vrst obogatiti z ustrezno koncentracijo Se, da jih lahko uporabimo v funkcijski hrani za ljudi in živali. Poznavanje koncentracij Se v različnih vodnih rastlinah je uporabno za indikacijo obremenjenosti voda s Se. Raziskave hitrorastočih organov kulturnih rastlin predstavljajo osnovo za biotehnološke izboljšave rastlin, da bi njihova pridelava manj obremenjevala gojitvene površine. Z raziskavami rastlin na Cerkniškem jezeru smo pridobili dodatna izhodišča, ki smo jih uporabili za načrt upravljanja tega območja. S podatki in izsledki, pridobljenimi z raziskavami makrofitov v slovenskih vodnih telesih, smo prispevali k oblikovanju metodologije za vrednotenje ekološkega stanja, glede na zahteve Vodne direktive EU.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
