instagram
fb
en
Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny
Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej w Powsinie
Polska Akademia Nauk Ogród Botaniczny
Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej w Powsinie

Zakład Eksperymentalnej Biologii Roślin

Kierownik zakładu - prof. dr hab. Jan Rybczyński, profesor zwyczajny


Pracownia Biotechnologii Roślin z Laboratorium Kriobiologii

Charakterystyka działalności naukowej
Główne kierunki badawcze

  1. Indukcja i analiza procesu somatycznej embriogenezy roślin nasiennych i zarodnikowych na różnych poziomach organizacji ciała rośliny,
  2. Manipulacje somatyczną komórką z wykorzystaniem elektroporacji i elektrofuzji.
  3. Krioprezerwacja komórek embriogenicznych zawiesin komórkowych, somatycznych zarodków oraz zarodników i gametofitów.
  4. Proteomica procesu somatycznej embriogenezy, embriogenicznych zawiesin komórkowych i gametofitów w adaptacji do krioprzechowywania (dehydratacja).

W Pracowni Biotechnologii prowadzi się badania dotyczące wykorzystania zdolności morfogenetycznych komórek, tkanek i organów do ich manipulowania w warunkach kultur in vitro dla kilku gatunków z rodzaju Gentiana oraz przedstawicieli roślin zarodnikowych jakimi są tropikalne paprocie drzewiaste oraz paprocie zielne flory Polski.

Najważniejszym osiągnięciem z wykorzystaniem roślinnych substancji wzrostowych cytokinin i auksyn jest odkrycie i opisanie somatycznej embriogenezy dla następujących gatunków G. cruciata, G. kurroo, G. tibetica, G. decumbens. G. panonnica, G. punctata zarówno w kulturze agarowej jak i w pożywce płynnej jako zawiesinowej kultury komórkowej. Stworzono systemy embriogenicznych kultury eksplantatów pochodzących z różnych stadiów rozwojowych rośliny, agregatów komórkowych oraz protoplastów mezofilu liścia jak i zawiesin komórkowych. Posługiwanie się różnymi współczesnymi metodami analizy ciała rośliny pozwoliło na określenie wartości biologicznej otrzymanych regenerantów od poziomu molekularnego do strukturalnego potwierdzając zgodność genetyczną według typu "true to type". Rozwinięcie systemu zachowania zdolności morfogenetycznych poprzez wykorzystanie przechowywania materiału roślinnego (zawiesin komórkowych) warunkach ultraniskiej temperatury ciekłego azotu (-1960C) pozwoliło na szeroko zakrojony program w zakresie manipulowania komórką somatyczną o tych samych kriozachowanych cechach kilku gatunków goryczek. Na tej podstawie otwarto drogę posługiwania się jednorodnym materiałem biologicznym wykorzystanym w zakresie transformacji protoplastów drogą elekrtoporacji i somatycznej hybrydyzacji protoplastów z wykorzystaniem elektrofuzji. Manipulacje na poziomie komórkowym pozwoliły na uzyskanie nowych kreacji genetycznych w obrębie rodzaju Gentiana wyrażonych nowymi cechami uwidocznionymi na poziomie molekularnym, cytogenetycznym i struktury rośliny.

Alternatywnym modelem somatycznej embriogenezy wywoływanej ubogimi warunkami środowiska in vitro i ciemnością jest po raz pierwszy na świecie opisany model somatycznej embriogenezy u drzewiastej paproci tropikalnej Cyathea delgadii. Jednokomórkowy model tworzenia się somatycznego zarodka z komórki epidermalnej etiolowanych eksplantatów stanowi podstawę do prowadzenia szerokiej gamy eksperymentów mających na celu opisanie tego zjawiska na poziomie molekularnym, komórkowym i struktury stadiów embriogenezy i różnicujących się roślin.

Analiza proteomiczna poszczególnych stadiów rozwojowych somatycznych zarodków pozwoliła opisać dynamikę zmian w proteomie różnicującej się struktury zarodkowej z ilościowym, różnicującym wykazaniem białek charakteryzujących dane stadium rozwojowe. Narzędzie, jakim posługiwano się w tym zakresie to znaczy analizą elektroforetyczną białek 2D, zostało również wykorzystane dla opisu zmian jakie zachodzą w proteomie embriogenicznej zawiesiny komórkowej Gentiana cruciata w czasie kultury w obecności wzrastającego stężenia sacharozy dla przeprowadzenia eksperymentów dotyczących krioprzechowywania z wykorzystaniem metody enkapsulacji-dehydratacji.

Materiał roślinny, który w oparciu o eksperymenty w zakresie krioprzechowywania został przekazany do długotrwałego przechowywania, stanowią zawiesiny komórkowe goryczek, zarodniki jak i gametofity paproci drzewiastych, wodnych i zielnych.


Pracownia Ekologii Roślin

Wykorzystanie roślin do określenia zanieczyszczeń środowiska
Od szeregu lat obserwuje się ciągłą degradacje środowiska miejskiego, co ma negatywny wpływ na zieleń miejską oraz populacje ludzką zamieszkującą tereny miejskie. Obrazem degradacji jest zamieranie drzew w ciągach przyulicznych. Negatywne warunki mają również swoje odbicie w aktywności komórkowej kambium. Zaburzenia te prowadzą do zmniejszenia się liczby komórek łyka uczestniczących w transporcie asymilatów z różnych części drzew. Na tej podstawie opracowano mapy Polski przedstawiające imisję zanieczyszczeń arsenem, kadmem i siarką na podstawie określenia ich akumulacji w igłach sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.).

Biomonitoring zanieczyszczeń środowiska
Postępujące zanieczyszczenie środowiska naturalnego różnymi związkami i pierwiastkami stworzyło potrzebę poszukiwania różnych metod oceny takich skażeń. Oprócz powszechnie stosowanych metod pomiarowych wykorzystujących odpowiednio fizyko-chemiczna aparaturę badawczą duże znaczenie uzyskały metody bioindykacyjne umożliwiające ocenę skażeń na podstawie ich akumulacji w tkankach roślin i zwierząt. Opracowano mapy Warszawy przedstawiające zanieczyszczenia powietrza ołowiem i chromem przy pomocy metody bioindykacyjnej stosującej mech jako "akumulator" zanieczyszczeń.

 

PLAN OGRODU    drukuj

Aby przejść do opisu wybranych kolekcji roślin, kliknij interesujący Cię obszar na planie.