Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Kmetijske rastline - genetika in sodobne tehnologije

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.03.00  Biotehnika  Rastlinska produkcija in predelava   
4.06.00  Biotehnika  Biotehnologija   

Koda Veda Področje
B006  Biomedicinske vede  Agronomija 

Koda Veda Področje
4.01  Kmetijske vede in veterina  Kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo 
Ključne besede
ciljna mutageneza; genske transformacije; molekulski markerji naslednje generacije; biotski in abiotski stres; interakcija rastlina-patogen; analiza transkriptoma; analiza proteoma; primerjalna genomika; nekodirajoča RNA; žlahtnjenje rastlin; haploidi; somakloni; inducirane mutacije; genski markerji
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (33)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  21407  dr. Sabina Berne  Biotehnologija  Raziskovalec  2015 - 2018  157 
2.  09565  dr. Borut Bohanec  Biotehnologija  Raziskovalec  2015 - 2018  592 
3.  50811  Tjaša Cesar  Rastlinska produkcija in predelava  Tehnični sodelavec  2017 - 2018 
4.  18828  dr. Andreja Čerenak  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2018  401 
5.  02936  dr. Jure Čop  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2016  253 
6.  51925  Maja Dobrajc  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2018  12 
7.  17787  Viktorija Dolenc    Tehnični sodelavec  2015 - 2018 
8.  51973  Marjeta Eržen  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2018  26 
9.  34332  dr. Marko Flajšman  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2018  148 
10.  36371  dr. Tanja Guček  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2015 - 2018  50 
11.  38323  Marinka Horvat  Biotehnologija  Tehnični sodelavec  2018 
12.  31143  Nataša Hren    Tehnični sodelavec  2015 - 2018 
13.  16379  dr. Jernej Jakše  Rastlinska produkcija in predelava  Vodja projekta  2015 - 2018  642 
14.  05994  dr. Branka Javornik  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2018  1.282 
15.  37427  dr. Taja Jeseničnik  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2015 - 2018  29 
16.  05007  dr. Darja Kocjan-Ačko  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2016  905 
17.  35430  dr. Zala Kolenc  Kemija  Raziskovalec  2015 - 2018  49 
18.  09085  dr. Katarina Košmelj  Matematika  Raziskovalec  2015 - 2018  232 
19.  50528  dr. Urban Kunej  Biotehnika  Mladi raziskovalec  2017 - 2018  48 
20.  05083  dr. Zlata Luthar  Biotehnologija  Raziskovalec  2015 - 2018  348 
21.  36372  dr. Kristina Marton  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2015 - 2017  42 
22.  51860  Špela Mestinšek Mubi  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2018  20 
23.  24413  dr. Jana Murovec  Biotehnologija  Raziskovalec  2015 - 2018  160 
24.  34333  dr. Tine Pokorn  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  38 
25.  35365  dr. Vasja Progar  Biotehnologija  Mladi raziskovalec  2015 - 2016  30 
26.  20162  dr. Sebastjan Radišek  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2018  574 
27.  20164  dr. Katarina Rudolf Pilih  Biotehnologija  Raziskovalec  2017 - 2018  86 
28.  52178  Miha Slapnik  Rastlinska produkcija in predelava  Tehnični sodelavec  2018  18 
29.  38120  dr. Ester Stajič  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2015 - 2018  29 
30.  32017  Tina Svetek  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2015 
31.  19184  dr. Nataša Štajner  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2015 - 2018  293 
32.  15577  Nevenka Valič  Rastlinska produkcija in predelava  Tehnični sodelavec  2015 - 2018  89 
33.  37428  dr. Helena Volk  Biotehnika  Mladi raziskovalec  2015 - 2018  50 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0416  Inštitut za hmeljarstvo in pivovarstvo Slovenije  Žalec  5051762000  4.027 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  64.121 
Povzetek
Raziskovalni program je sestavljen iz več medsebojno povezanih sklopov, namenjenih izboljšavam postopkov žlahtnjenja kmetijskih rastlin in žlahtnjenju izbranih vrst, temeljnim odkritjem s področja biotskega stresa nastalega z interakcijo rastlina/patogen, vplivu nekodirajočih RNA zaporedij pri bolezenskih stanjih rastlin in razvoju molekulskih markerjev nove generacije. Razviti želimo predvsem tiste biotehnološke postopke žlahtnjenja, ki omogočajo hitrejše in uspešnejše delo . V načrtovanem obdobju bo poudarek na uporabi tarčne mutageneze, s katero želimo izločati nezaželene gene. Gre za razvoj in uporabo novih tehnik temelječih na uporabi TALEN ali CRISPR sistemov tarčnega označevanja in izbitja genov. Ker nastali genotipi nimajo rekombinantnih DNA vključkov temveč gre za ciljno izzvano mutacijo menimo, da bodo tovrstni proizvodi sprejemljivi za potrošnike. Izvajali bomo poglobljene študije biotskega stresa z uporabo -omskih analiz tako rastline, patogena kot interakcije rastlina-patogen. Ti pristopi nam bodo pri rastlini omogočili interpretacijo mehanizmov odpornosti in morebitno karakterizacijo ključnih genov, ki sodelujejo v odzivu rastline na okužbo in genov, ki izzovejo odpornost. Na strani patogena, pa nam bodo uporabljeni pristopi omogočili iskanje efektorskih molekul, ki v veliki meri sodelujejo pri utišanju rastlinskega imunskega sistema ali pri rastlinskem hipersenzibilnem odgovoru. Novo odkrite efektorske molekule bodo omogočile vpogled v razumevanje patogeneze in hkrati omogočile razviti nove strategije obrambe pri rastlini. Študij nekodirajočih RNA molekul bo usmerjen tako v proučitev njihove vloge pri odzivu na okužbe s patogeni kot pri izražanju spola pri hmelju. Metode sekvenciranja naslednjih generacij nam omogočajo pridobivanje velikih količin informacij o genskih regijah, zato lahko izdelamo nove molekulske markerje z velikim potencialom uporabe pri sodobnih postopkih žlahtnjenja s pomočjo molekulskih markerjev. Poleg tega bomo še naprej razvijali nekaj že uveljavnjenih biotehnoloških postopkov žlahtnjenja. Nadaljevali bomo z uspešnimi programi žlahtnjenja hmelja, ter nekaterih drugih vrst, zlasti zelja, oljnih buč in šentjanževke. Pri teh vrstah smo že požlahtnili uspešne nove sorte oziroma se temu približujemo.
Pomen za razvoj znanosti
Predlagan raziskovalni program vključuje tako bazične kot uporabne raziskave na področju genetike kmetijskih rastlin, njihovih patogenov in rastlinske biotehnologije. Glavne raziskovalne usmeritve temeljijo na: uporabi tarčne mutageneze s hkratnim razvojem biotehnoloških metod žlahtnjenja izbranih zelenjadnic in poljščin, razvoju sodobnih postopkov žlahtnjenja hmelja na osnovi novih generacij molekulskih markerjev s poudarkom na njihovi uporabi pri žlahtnjenju s pomočjo markerjev. študiju biologije efektorskih molekul, mehanizmov odpornosti pri rastlinah in vlogi malih RNA pri procesih patogeneze in v različnih razvojnih stadijih rastline. Razvoj novih biotehnoloških metod žlahtnjenja rastlin bo temeljil na raziskavah tarčne mutageneze kot enem najnovejših pristopov, ki je trenutno v postopku razvijanja v priznanih laboratorijih po svetu. To povsem novo tehniko bomo aplicirali predvsem na kmetijske rastline, kar bi pomenilo nove možnosti ciljnega spreminjanja genoma in bo imelo tudi veliko aplikativno vrednost. Obvladovanje takšnega pristopa bi pomenilo veliko doprinos k razumevanju genetskih mehanizmov modifikacije in bi omogočilo razvo novih, še bolj učinkovitih metod žlahtnjenja pri rastlinah. Vsekakor pa želimo z modernimi pristopi nadaljevati postopke žlahtnjenja kmetijskih rastlin, predvsem hmelja in nekaterih drugih vrst in pričakujemo, da bomo osvojili nova znanja na področju rastlinske genetike in uvedli nove aplikacije na področju žlahtnjenja rastlin. Pri hmelju bodo raziskave usmerjene predvsem v razvoj novih markerjev za odkrivanje odpornosti na verticilij in markerjev povezanih s toleranco na sušo, ki bodo uporabni v selekciji s pomočjo markerjev. Razvoj markerjev nove generacije, ki temelji na sekvenciranju naslednje generacije pomeni nove možnosti in pridobitev velikega števila markerjev v relativno kratkem času in hkrati pomeni razvoj novih aplikacij v žlahtnjenju in v študijah genetske raznolikosti kmetijskih rastlin. Raziskave pri drugih rastlinskih vrstah bodo temeljile predvsem na metodah, ki so dale v preteklih letih v našem laboratoriju najboljše rezultate, kot npr. indukcija haploidov, somaklonska variabilnost in inducirana mutageneza. V bodoče pa želimo še nadgraditi naše raziskovalno delo na področju genetike in žlahtnjenja rastlin, ki je bilo v preteklosti zelo prepoznavno, tako na znanstvenem kot aplikativnem področju. Cilj sklopa biotskega stresa je identifikacija tako rastlinskih genov, ki sodelujejo v procesu napada patogena na rastlino kot viruletnih dejavnikov patogenov s katerimi si pomagajo v procesu patogeneze. Študije so osredotočene na patosistem hmelj - V.albo-atrum (Vaa), kjer proučujemo zelo agresivne seve, ki povzročajo popolno uničenje hmelja (letalne oblike). Pričakujemo, da bomo na osnovi dobljenih rezultatov lahko pojasnili bazične obrambne mehanizme rastline (hmelja) in identificirali gene, ki sodelujejo pri imunskem odzivu rastline. Tako bi pridobili znanje, ki bi ga v prihodnosti lahko aplicirali na žlahtnjenje povezano z odpornostjo hmelja. Poleg omenjenega pa pričakujemo tudi, da bomo identificirali in potrdili nove gene povezane z virulenco verticilija (Vaa), ki do sedaj še niso bili odkriti pri drugih glivnih vrstah. S pomočjo tovrstnih genov bi lažje interpretirali patogenost kot biološki proces in tako razjasnili nekatere molekularne in evolucijske mehanizme Vaa virulence. V nadaljevanju pa bi izvedli primerjavo genov povezanih s patogenostjo pri Vaa vrsti in tovrstnih genov pri drugih Verticillium vrstah in tako dobili globalno sliko patogenosti znotraj rodu Verticillium.   Poleg bazičnih interpretacij obrambnih mehanizmov rastlin in virulence patogenov na osnovi identificiranih novih genov pričakujemo tudi aplikativne rezultate, ki bodo uporabni pri novih strategijah žlahtniteljskih programov rastlin in pri strategijah bojev proti patogenom in njihovi identifikaciji. Biotski stres, ki ga povzroča patosistem hmelj-viroid bomo proučili tudi na n
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave s področja genetike in žlahtnjenja kmetijskih rastlin imajo za Slovenijo zelo velik pomen, saj z njimi rešujemo več sklopov nakopičenih težav, s katerimi se vsakodnevno sooča kmetijstvo. S predlaganimi raziskavami želimo genetsko okarakterizirati kmetijske rastline in njihove patogene ter izboljšati sortiment za Slovenijo ključnih rastlinskih vrst. Za zdaj smo posebej aktivni pri hmelju, vinski trti,oljnih bučah, zelju, čebuli, česnu, oljki in drugih vrstah, kjer na različne načine prispevamo k karakterizaciji sort in njihovih patogenov ter sodelujemo ali izvajamo projekte žlahtnjenja novih sort. Podrobneje tu navajamo sklope aktivnosti večjega neposrednega pomena. Potrebe po izboljšanju sort kmetijskih rastlin in uvajanju povsem novih proizvodov rastlinskega porekla je bilo do sedaj mogoče doseči zlasti z uporabo genskih transformacij, ki pa so zlasti v EU imele negativno konotacijo. Pričakujemo, da bo zelo verjetno prav uvedba tarčne mutageneze in morda tudi tarčnega vstavljanja genov povsem spremenila sedanji odpor do biotehnoloških metod in s tem odprla izjemne možnosti za napredek tega področja. O tem so že razpravljali regulatorni organi EU in drugih razvitih držav in izdali pozitivna mnenja. Prav zato je zelo pomembno da tovrstne raziskave izvajamo tudi pri nas in s tem tudi omogoči m o študentom najsodobnejša znanja primerljiva s svetovnimi trendi. V prihodnje bomo nadaljevali s tesnim sodelovanjem z gospodarstvom s katerim že leta prenašamo pri nas razvite biotehnološke metode žlahtnjenja v semenarska podjetja. Pridelovanje hmelja v Sloveniji je ena izmed pomembnih kmetijskih dejavnosti in ena redkih dejavnosti z izrazito izvozno usmeritvijo, saj slovenski hmeljarji izvozijo okoli 95% pridelka. Pridelovalne površine hmelja sicer pokrivajo relativno majhne površine, vendar zaradi visoke vrednosti pridelka predstavljajo pomemben zaslužek za pridelovalce. Z izbruhom hmeljeve uvelosti leta 1997 in s širjenjem letalnega patotipa Verticillium albo-atrum je resno ogrožena slovenska pridelava hmelja, še posebej zaradi prevlade občutljivih sort hmelja. Podobna situacija, sicer na zelo velikih površinah, je pred kratkim nastala tudi v Nemčiji. Zato je potrebno pospešiti žlahtniteljski program s sodobnim znanjem (na primer selekcijo z markerji) in tako ponuditi pridelovalcem odporne sorte, značilne za to regijo, kot najučinkovitejši ukrep za zmanjševanje škode, povzročene s hmeljevo uvelostjo. Rezultati programa lahko neposredno vplivajo na učinkovitost žlahtnjenja odpornih kultivarjev hmelja glede na to, da smo raziskave zastavili tako, da bomo z najrazličnejšimi pristopi proučevali rastlino, patogena in njune interakcije ter na ta način pridobili dovolj informacij za razvoj učinkovitih markerjev neposredno uporabnih v žlahtnjenju. Z vzgojo odpornih hmeljnih sort bi tako prispevali k ohranjanju hmeljarske dejavnosti kot tudi k trajnostnemu kmetovanju. Rezultati programa bodo neposredno vplivali na formiranje novih strategij in smernic v kmetijski praksi upravljanja in bojevanja proti razvoju visoko virulentnih sevov patogenov. Istočasno bo razvoj novih tehnik določevanja patogenov omogočal zainteresiranim službam s področja rastlinske patologije njihovo nedvoumno, hitro in cenejše določanje. Razvoj tehnik novih generacij molekulskih markerjev in njihovega generiranja v velikem številu pa bo omogočala hitro odkrivanje povezav z agronomsko pomembnimi lastnostmi in uporabo teh markerjev v aplikacijah žlahtnjenja s pomočjo markerjev (MAS), ki jih bomo implementirali v žlahtniteljske programe inštitutov ali semenarskih podjetij. Ne nazadnje pa bodo raziskave pomembne tudi za vzgojo novih raziskovalcev in za pridobivanje sodobnih znanj, ki se bodo prenašala v pedagoški proces na strokovnem, dodiplomskem in podiplomskem nivoju. To je izjemnega pomena za izobraževanje konkurenčnega kadra, ki bo lahko doma osvojeno znanje prenašal v gospodarstvo ter s tem prispeval k ustvarjanju nove vrednosti. Nova znanja pa bodo hkrati poveč
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2015, 2016, 2017, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2015, 2016, 2017, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno