Oddelenie populačnej genetiky a šľachtenia

Vedúci oddelenia: RNDr. Andrej Kormuťák, DrSc.tl_files/images/siska.jpg


Pracovníci:

RNDr. Alena Gajdošová, CSc.

RNDr. Martin Galgóci, PhD.
Ing. Andrea Hricová, PhD.
RNDr. Gabriela Libiaková, CSc.
RNDr. Terézia Salaj, DrSc.
doc. RNDr. Ján Salaj, DrSc.


Doktorandi
:

Mgr. Júlia Hunková

Technickí pracovníci:
Helena Ďuricová
Ivana Galbičková
Margita Pavčírová

 

Oddelenie populačnej genetiky a šľachtenia sa zaoberá riešením nasledovných úloh:

1) Štúdium biodiverzity populácií a hybridologických vzťahov pomocou biochemických a DNA markerov a štúdium adaptácie drevín na rýchlo sa meniace podmienky prostrediatl_files/images/gel.jpg
Populačné štúdie sú prednostne orientované na genetickú štruktúru jedľových porastov na Slovensku ako aj na hybridné roje borovice lesnej a kosodreviny na severe krajiny. Ako molekulové markery sa v týchto štúdiách prednostne používajú chloroplastová DNA a mikrosatelitná DNA jadier spolu s niektorými morfometrickými charakteristikami ihlíc. Rozsah introgresie medzi borovicou lesnou a kosodrevinou ako aj hybridný charakter ich hybridných rojov sa overujú na úrovni chloroplastovej a mitochondriálnej DNA. Značná pozornosť sa taktiež venuje fertilite hybridných rojov vyššie uvedených druhov borovíc. V prípade medzidruhových hybridov jedlí (Abies sp.) sa hodnotí ich morfológia a metabolický potenciál v podmienkach environmentálneho stresu.

2) Klonálne množenie perspektívnych medzidruhových hybridov jedlí a iných ihličnatých drevín pomocou somatickej embryogenézy a mikropropagácia hospodársky významných druhov drobného ovocia v podmienkach in vitro
Pri lesných drevinách je výskum orientovaný na indukciu somatickej embryogenézy z nezrelých a zrelých zygotových embryí druhu Pinus nigra a medzidruhových hybridov jedlí (Abies sp.) a na charakterizáciu procesu somatickej embryogenézy na proteomickej úrovni. Somatická embryogenéza je taktiež systémom pre výskum prenosu cudzích génov biolistickou metódou ako aj prostredníctvom Agrobacterium tumefaciens.

tl_files/images/SE2.jpg

Pri drobnom ovocí sú výskumné aktivity sústredené na vypracovanie efektívnych protokolov pre in vitro regeneráciu a mikropropagáciu vybraných odrôd biologicky hodnotných druhov drobného ovocia s veľkým významom v ľudskej výžive, ako sú druhy rodu Vaccinium, Rubus, AmelanchierLonicera. Multiplikácia axilárnych výhonkov z dormantných púčikov a adventívna regenerácia patria medzi najviac využívané techniky pre rýchlu a efektívnu propagáciu rastlín a vytvárajú tiež systém pre aplikáciu genetických transformácií. Niektoré odrody týchto druhov, introdukované na Slovensko, sú vhodné pre pestovanie ako alternatívne nekonvenčné druhy drobného ovocia.

tl_files/images/Snimka1 kopie.jpg

tl_files/images/Snimka2 kopie.jpg

3) Rozvoj techník pre dlhodobé uchovávanie genetických zdrojov lesných a ovocných drevín, vrátane embryogénnych pletív študovaných druhov, metódami kryoprezervácie
Výskum je orientovaný na vypracovanie protokolov pre úspešnú kryoprezerváciu embryogénnych pletív ihličnatých drevín a vybraných odrôd drobného ovocia metódou pomalého zmrazovania alebo vitrifikácie s následným štúdiom fyziologických, štrukturálnych parametrov a genetickej stability kryoprezervovaných pletív. Cieľom je možnosť dlhodobého uchovávania genetických zdrojov (napr. získaných hybridov jedlí) a in vitro materiálu drobného ovocia pre ďalšie použitie v šľachtení a propagácii.

4) Problematika mutačného šľachtenia a selekcie línií láskavca pre potravinárske účely
Druhy rodu Amaranthus sa pestujú ako zeleninové či zrnové typy, z ktorých mnohé sú rezistentné k chorobám, tolerantné k suchu, zasoleniu a vysokým teplotám. Predstavujú preto alternatívu v podmienkach globálneho otepľovania. Láskavec má v porovnaní s obilninami alebo strukovinami významný nutričný potenciál a zaujímavé chemické zloženie. Semeno má vysokú výživovú hodnotu a jeho významnou charakteristikou je nízky podiel lepkotvorných bielkovín, a preto môžu byť výrobky z neho vyrobené konzumované pri bezlepkovej diéte. Pre svoju vysokú adaptabilitu a výživovú hodnotu, najmä obsah bielkovín, ktoré spĺňajú výživové potreby a kritériá má láskavec, ako jedna z najdôležitejších pseudocereálií, potenciál regulovať potravinovú bezpečnosť.

V minulosti bol na ÚGBR SAV v spolupráci s Medzinárodnou atómovou agentúrou so sídlom vo Viedni, zvolenýtl_files/images/Pribina.jpg multidisciplinárny prístup zameraný na zlepšenie kvality a kvantity produkcie láskavca pomocou radiačnej mutagenézy. Výsledkom je zbierka mutantov s preukazne zvýšenou hmotnosťou tisíc semien, založená na ÚGBR. Vyselektované mutantné línie sú v súčasnosti analyzované na genetickej, biochemickej a molekulárnej úrovni pomocou moderných -omics technológií. Pozornosť sa venuje tiež vyvinutiu molekulárnych markerov a identifikácii génov kódujúcich dôležité znaky, čo by významne urýchlilo a zefektívnilo šľachtiteľské úsilie. Ako výsledok výskumu bola v roku 2013 na Slovensku registrovaná prvá odroda láskavca metlinatého (Amaranthus cruentus L.) 'PRIBINA' vyšľachtená Ústavom genetiky a biotechnológií rastlín SAV v Nitre v spolupráci s Katedrou ekológie, Prešovskej univerzity v Prešove. Odroda sa vyznačuje geneticky fixovanou vysokou hmotnosťou tisíc semien, čo je významný úrodotvorný prvok. Z nutričného hľadiska je odroda 'PRIBINA' vyvážená, koeficient nutričnej kvality je porovnateľný až o niečo vyšší ako u pôvodného genotypu „Ficha". Odroda je určená pre potravinárske využitie semena. V roku 2016 bolo novej odrode láskavca udelené šľachtiteľské osvedčenie a ÚGBR SAV bolo na medzinárodnej výstave Agrokomplex 2015 udelené ocenenie „Zlatý kosák". V roku 2014 bola do odrodových skúšok prihlásená ďalšia mutantná línia s cieľom registrácie ďalšej novej odrody láskavca.