Projekti / Programi
Molekularna identifikacija relacij patogen-gostitelj na primeru kompleksa rij Melampsora v Sloveniji
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.01.01 |
Biotehnika |
Gozdarstvo, lesarstvo in papirništvo |
Gozd - gozdarstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B430 |
Biomedicinske vede |
Gozdarstvo, gozdovi, gozdarska tehnologija |
rje, Melampsora, gozd, Barcoding, molekularna filogenija, vrstična elektronska mikroskopija
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
25448 |
dr. Barbara Piškur |
Gozdarstvo, lesarstvo in papirništvo |
Vodja |
2014 - 2016 |
970 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0404 |
Gozdarski inštitut Slovenije |
Ljubljana |
5051673000 |
12.014 |
Povzetek
Rje (Pucciniales) so obligatni biotrofi in predstavljajo največjo skupino glivnih patogenov rastlin, ki povzročajo ekonomske izgube tako pri gojenih kot tudi samoniklih rastlinah. Rje so genetsko izredno raznolika glivna skupina, ki izraža različne stopnje virulentnosti tako na med- kot tudi na znotrajvrstnem nivoju. Življenjski krog rij je zapleten in za njegovo sklenitev običajno rje potrebujejo več kot le enega gostitelja. Taksonomija in identifikacija rij je težavna in je pogosto možna le z uporabo tako morfoloških kot molekularnih podatkov.
Predlagani aplikativni podoktorski projekt se navezuje na problematiko varstva gozdov in posredno tudi na širše področje varstva rastlin, tudi poljščin. V projektu predlagamo raziskovanje skupine gliv (rje), s katerimi se v Sloveniji sistematično ne ukvarja nihče. Znanje o rjah v Sloveniji je zato nezadostno, kar vpliva na kompetenčnost države pri izpolnjevanju zahtev EU. Monitoring in nadzor karantenskih organizmov namreč narekujeta zakonodaja EU (Direktiva Sveta 2000/29/ES) ter European and Mediterranean Plant Protection Organization (EPPO). EPPO-seznam A1 navaja kar 15 vrst rij, ki še niso prisotne v Evropi.
V predlaganem podoktorskem projektu se bomo osredotočili na rje iz rodu Melampsora, ki so v svetu prepoznane kot najhujši problem vrb (Salix), topolov (Populus) pa tudi drugih drevesnih vrst.
Cilji projekta so: 1) filogenetska primerjava in opis pridobljenih skupin rij; 2) ovrednotenje pestrosti in prisotnosti rij iz rodu Melampsora ter ugotavljanje njihove potencialne nevarnosti v Sloveniji; 3) vpeljava sistema črtnih kod DNA (»Barcoding«) v identifikacijo rij v Sloveniji in 4) primerjava variabilnosti izbranih virulenčnih genov.
Za uresničitev zgoraj zapisanih ciljev bomo izvedli morfološke in molekularne analize nabranih vzorcev rij. Drevesa bomo pregledovali v naravnih sestojih različnih nadmorskih višin in z ekološkimi posebnostmi nekaterih gostiteljev rij Melampsora, plantažah in nasadih gozdnega drevja ter v obstoječih izvengozdnih nasadih hitrorastočih drevesnih in grmovnih vrst. Morfološke značilnosti rij bomo pregledovali s svetlobno in vrstično elektronsko mikroskopijo. Molekularni podatki bodo omogočili izračune filogenetskih odnosov in potrdili oziroma dopolnili morfološke identifikacije vzorčenih rij. Izbrani geni z zapisom za efektorje bodo primerjani med različnimi vrstami in populacijami rij.
Raziskava bo podala odgovore, ki bodo dopolnili znanja o razširjenosti in prisotnosti posameznih vrst rij v Evropi. Primerjava značilnosti skupin gliv, ki povzročajo rje na endemitih oz. reliktih v izoliranih habitatih s sorodnimi taksoni rij, bo vplivala na razumevanje procesov speciacije.
Predlagani projekt vključuje povezavo z raziskovalno skupino na University of British Columbia, preko katere bomo osvojili in prenesli v Slovenijo nova znanja in tehnike iz področja molekularnih analiz ter dela z rjami. Poznavanje novih tehnik in metod za delo z rjami bo osnova za hitro in točno identifikacijo rij, ne le tistih, ki povzročajo bolezenska stanja na lesnatih rastlinah, temveč tudi na poljščinah in drugih ekonomsko pomembnih rastlinah.
Dosežki kandidatke za vodjo podoktorskega projekta, ki utemeljujejo izvedbo projekta, so podrobneje zavedeni v točkah 8 in 9 te prijave projekta.
Pomen za razvoj znanosti
Projekt je značilno prispeval k poznavanju diverzitete rij v Sloveniji in tudi širše. Odkrili in poročali smo o novih najdbah tujerodnih rij v Sloveniji, kar je pomemben doprinos pri ugotavljanju njihove razširjenosti v Evropi. Razvili in objavili smo programsko orodje za obdelavo mikrofotografij trosov rij, kar bo pomemben doprinos pri morfoloških analizah. Dodatno smo pridobili pomembna znanja s področja bioinformacijsko vezanih metodologij, ki smo jih že uspešno implementirali v raziskave in diagnostiko s področja varstva gozdov.
Pomen za razvoj Slovenije
Prispevek projekta za razvoj Slovenije lahko strnemo v naslednje točke: • Projekt je promoviral slovensko znanost in je pomembno pridonesel pri prenosu novih metodologij v raziskave in diagnostiko s področja varstva gozdov. Projektno idejo smo predstavili na univerzi v tujini ter na mednarodnih konferencah in srečanjih, kar je služilo promociji slovenske znanosti. Z gostovanji v raziskovalnih skupinah v Nemčiji in Avstriji pa smo pridobili in v Slovenijo prinesli novo znanje in izkušnje. • Projekt je vplival na izobraževanje človeških virov preko prenosa pridobljenega znanja in metodologij diplomskemu študentu in doktorskemu študentu. • Pridobljena znanja smo uvedli v rutinsko delo, kar omogoča hitro in zanesljivo prepoznavo karantenskih škodljivih organizmov za gozd. S tem ima projekt pomemben doprinos tudi za državno upravo in druge deležnike (npr. prodajni centri, drevesnice). • Rezultati projekta so pomembni in zanimivi za morebitne vzpostavitve izvengozdnih oziroma plantažnih nasadov vrb ali topolov, saj okužbe z rjami lahko povzročajo ekonomske izgube. • Projekt je pomemben doprinos pri popisu biodiverzitete v Sloveniji – prva poglobljena raziskava rij na lesnatih gostiteljih v Sloveniji.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
