Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Uporabna vrednost genskih virov navadnega fižola za trajnostno izboljšanje pridelkov in zdravo hrano

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.03.01  Biotehnika  Rastlinska produkcija in predelava  Kmetijske rastline 

Koda Veda Področje
B225  Biomedicinske vede  Rastlinska genetika 
Ključne besede
navadni fižol, genska raznolikost, mikorizne glive, jedrna kolekcija, prehranska in nutracevtičvna vrednost, agronomske lastnosti
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (21)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  22463  dr. Anita Kušar  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  101 
2.  20428  dr. Matevž Likar  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2018  263 
3.  23514  dr. Marko Maras  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016  118 
4.  15489  dr. Irena Mavrič Pleško  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  342 
5.  05667  dr. Vladimir Meglič  Rastlinska produkcija in predelava  Vodja projekta/programa  2016 - 2018  799 
6.  10506  dr. Alenka Munda  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  204 
7.  29498  dr. Barbara Pipan  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  200 
8.  35156  dr. Mateja Potisek  Rastlinska produkcija in predelava  Mladi raziskovalec  2016 - 2018  22 
9.  24300  dr. Igor Pravst  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2016 - 2018  275 
10.  26091  dr. Jaka Razinger  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  388 
11.  12013  dr. Marjana Regvar  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2018  517 
12.  32176  dr. Aleš Sedlar  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  54 
13.  37723  dr. Lovro Sinkovič  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  176 
14.  22935  dr. Saša Širca  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  296 
15.  08500  dr. Jelka Šuštar Vozlič  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  485 
16.  16393  dr. Kristina Ugrinović  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  609 
17.  05672  dr. Gregor Urek  Rastlinska produkcija in predelava  Raziskovalec  2016 - 2018  709 
18.  14548  dr. Špela Velikonja Bolta  Kemija  Raziskovalec  2016 - 2018  406 
19.  21623  dr. Katarina Vogel Mikuš  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2018  561 
20.  35388  dr. Mateja Zupin  Mikrobiologija in imunologija  Mladi raziskovalec  2016  23 
21.  24278  dr. Katja Žmitek  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2016 - 2018  155 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0401  Kmetijski inštitut Slovenije  Ljubljana  5055431  19.452 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  62.925 
3.  3018  INŠTITUT ZA NUTRICIONISTIKO, Ljubljana  Ljubljana  3609081  444 
Povzetek
Navadni fižol (Phaseolus vulgaris L.) je med stročnicami za prehrano ljudi najpomembnejša kultura, saj predstavlja bogat vir beljakovin, ogljikovih hidratov, prehranske vlaknine ter ostalih komponent, ki so pomembne v prehrani in imajo pozitiven vpliv na zdravje. Zaradi navedenih razlogov je fižol vključen v žlahtniteljske programe na Kmetijskem inštitutu Slovenije (KIS) in drugod po svetu. V zadnjem desetletju je bilo na področju Južne in Vzhodne Evrope zbranih več tisoč akcesij fižola, ki so shranjene v Evropskih genskih bankah, vključno z genskima bankama na KIS-u in CPD-ju, kjer je shranjenih približno 3000 akcesij. V predlaganem projektu bomo na podlagi pregleda osnovnih deskriptorjev za rastline ter značilnostih semena akcesij fižola iz obeh zbirk izbrali okoli 300 vzorcev z raznolikim fenotipom in enakomerno zastopanostjo rastišč s specifičnimi rastnimi razmerami znotraj proučevanega območja. V vsaki posamezni akcesiji bomo določili tip fazeolina, kar nam bo omogočilo klasifikacijo akcesij v ustrezen izvorni genski sklad (andski ali srednjeameriški) in nadaljnje raziskovanje ekspanzijskih poti fižola izven domestikacijskih centrov. Uporabili bomo več različnih DNA markerskih sistemov, s katerimi nameravamo pojasniti genetske odnose med proučevanimi akcesijami. Na podlagi zbranih podatkov bomo oblikovali jedrno zbirko s približno 40 do 80 fenotipsko in genotipsko raznolikih akcesij iz različnih habitatov proučevanega območja. Prehranske in nutracevtske značilnosti fižola doslej v žlahtniteljskih programih niso bile upoštevane. Morfološke in genetske informacije v neraziskanih vzhodnoevropskih genskih virih fižola bi lahko bile učinkovito orodje za povečanje genetskih variacij, ter prehranskih in nutracevtičnih značilnosti gojenih sort fižola. Prehranska karakterizacija in ovrednotenje jedrne zbirke fižola bo vključevala analizo beljakovin, vlaknine, elementov (mineralov), fenolnih spojin, antioksidacijskega potenciala, folatov (folne kisline), maščobnih kislin in prehransko profiliranje. V akcesijah osrednje zbirke bomo ovrednotili želene lastnosti z uporabo molekulskih markerjev, kot so funkcionalni markerji določeni s QTL (SNP, RGA, SRAP, SSR). Osredotočili se bomo na lastnosti, ki so povezane z našimi dosedanjimi raziskavami (toleranca na sušo, odpornost na Colletotrichum sp., analiza hranilne vrednosti semen) in posebnimi zanimanji (simbiontska razmerja). S to oceno bomo zaključili fenotipsko in genotipsko analizo akcesij in pridobili vpogled v njihov potencial za žlahtnjenje za boljši pridelek, hranilno vrednost in toleranco na abiotske in biotske stresne dejavnike. Glede na biokemijske in druge analize, bomo za določene lastnosti lahko potrdili uporabnost markerjev. Potrditev markerjev na tej populaciji bo imela neizmerno vrednost pri uporabi teh akcesij v žlahtnjenju, saj bo omogočala z markerji posredovano selekcijo. Akcesije z najboljšimi lastnostmi bomo ovrednotili v poljskih poskusih v Sloveniji in na Madžarskem. Ovrednotili bomo fitnes rastlin v povezavi s pridelkom, hranilno vrednostjo in odpornostjo na patogene. Preučili bomo tudi odvisnost rastlin od simbiotskih razmerij. Na vzorcih korenin bomo ovrednotili intenziteto kolonizacije z mikoriznimi glivami in ocenili njihovo raznolikost. Določili bomo lastnosti prsti, kot so vsebnost mineralov in organske snovi ter pH, in ocenili njihov vpliv na hranilno vrednost semena. Izbrane akcesije bodo testirane na odpornost proti fižolovemu ožigu z okuževanjem z najbolj razširjeno raso glive Colletotrichum lindemuthianum v Evropi. Jedrna zbirka bo pomembno prispevala h krepitvi odzivnega potenciala rastlinske pridelave na izzive, ki se pojavljajo v hitro spreminjajočem se okolju in bo predstavljala material za analizo genskih virov, identifikacijo akcesij z značilnimi lastnostmi, alelno rudarjenje, raziskave genoma, razvoj markerjev in molekularno žlahtnjenje.
Pomen za razvoj znanosti
V Evropi je bilo razvitih veliko število ekotipov fižola,  odkar je bila ta vrsta poljščine uvedena na tej celini. To je v veliki meri rezultat prilagoditve na različne tipe tal in podnebnih razmer v novem okolju, geografske izolacije večjih pridelovalnih območj, samosvojih agro-tehničnih (t.j. sobivanje s koruzo), estetskih in organoleptičnih preferenc proizvajalcev in potrošnikov. Kot posledica tega, so bili v več državah predlagani sekundarni centri diverzifikacije za Phaseolus vulgaris, vključno z Evropo, Brazilijo in centralno-vzhodno in južno Afriko ter na Kitajskem. Znotraj teh širokih področij še vedno obstajajo velike razlike z omejenimi informacijami o genetski raznovrstnosti obstoječih genskih virov fižola. V predlaganem projektu nameravamo raziskati akcesije fižola iz vzhodne in južne Evrope, kjer fižol predstavlja pomemben element v prehrani, vendar še ni bila ustrezno okarakteriziran niti na osnovi morfoloških niti molekularnih značilnosti. Karakterizacija fenotipov, biokemičnih spojin, DNK markerjev, potencialna toleranca na sušo in bolezni niza oziroma skupine akcesij iz različnih habitatov nam bo zagotovila pomembne informacije o (1) genskih virih fižola kot vira raznolikosti za robustnost (2) genetskih in okoljskih razlikah v ključnih prehranskih lastnosti (beljakovine, vlaknina, antioksidanti, fenolne spojine, folna kislina, minerali, t.j. Fe, Zn, itd.), ki vplivajo na zdravje ljudi, (3) ocena zmožnosti za izboljšanje upravljanja in ohranjanja genskih virov fižola, in (4) ovrednotenje za razvoj dodane hranilne ali senzorične vrednosti s pomočjo različnih žlahtniteljskih strategij.
Pomen za razvoj Slovenije
V Strategiji razvoja slovenskega kmetijstva in drugih razvojnih dokumentih je opredeljena usmeritev v stabilno pridelavo kakovostne in čim cenejše hrane ter zagotavljanje prehranske varnosti Slovenije. Okolju prijazni načini pridelave se odražajo v ohranjanju rodovitnosti tal, varovanju okolja, ohranjanju biotske raznovrstnosti in tradicionalne podeželske krajine. Predlagani projekt se bo ukvarjal s fižoli, živilom, ki ima dolgo zgodovino gojenja in uporabe v vzhodni in južni Evropi. V zadnjih treh stoletjih so se razvile številne avtohtone domače sorte in mnoge od njih so se do nedavnega proizvajale v velikem obsegu. Na žalost te domače sorte izginjajo iz proizvodnje, čeprav so še vedno zelo priljubljene med potrošniki in vrtičkarji v celotni regiji. V zadnjem desetletju je bilo več tisoč akcesij fižola zbranih v različnih delih južne in vzhodne Evrope ter shranjenih v več evropskih genskih bankah. Podatki o morfoloških, biokemičnih in genetskih značilnostih shranjenih akcesij fižola bodo dodani v baze podatkov v genskih bankah na Kmetijskem inštitutu Slovenije (KIS) in na Centru za rastlinsko raznolikost v Tápiószele na Madžarskem (CPD), ki bodo služili znanstveni skupnosti, žlahtniteljem, kmetom in vrtičkarjem. Z zbiranjem in selekcijo tega materiala tradicionalne in domače sorte ne bodo izginile iz njiv in vrtov, saj prispevajo k njihovemu ohranjanju in diverzifikaciji. Rezultati raziskav bodo osnova za nadaljnje selekcije, z namenom da nebi izgubili tradicionalnih sort in zagotovilom nadaljnje razpoložljivosti za kmeta in potrošnike. Z organizacijo terenskih ogledov bomo spodbujali pridelavo tradicionalnih sort in njihovo uporabo, pa tudi dodano vrednost, ter pokazali, da lahko kmetje z gojenjem teh sort veliko pridobijo. Nameravamo objaviti brošure z opisi ekotipov in domačih sort ter tehnologij pridelave, njihovo tradicionalno uporabo, pa tudi načine ohranjanja. Revitalizacija in ponovna uvedba tradicionalnih sort in populacij bo kmetom pomenila dodano vrednost pri trženju teh pridelkov.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno