Zakład Anatomii i Cytologii Roślin Instytut Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin Grupa badawcza: prof. dr hab. Danuta Maria Antosiewicz

Transkrypt

1 Zakład Anatomii i Cytologii Roślin Instytut Biologii Eksperymentalnej i Biotechnologii Roślin Inne metale Cd Fe Zn Mechanizmy homeostazy metali w roślinach Grupa badawcza: prof. dr hab. Danuta Maria Antosiewicz dma@biol.uw.edu.pl, wew , pokój 105 C dr Anna Barabasz pokój 105 C dr Maria Kendziorek pokój 105 C mgr Katarzyna Tracz pokój 102 C mgr Aleksandra Weremczuk -pokój 102 C Prowadzone zajęcia: 1. Bioremediacja (wykłady i ćwiczenia) 2. Monitoring GMO (wykłady i ćwiczenia) 3. GMO dla ochrony środowiska wykład monograficzny 4. Podstawy biologii dla MSOŚ (wykład i ćwiczenia)

2 Obszar zainteresowań: mechanizmy molekularne i fizjologiczne homeostazy mikroelementów (Zn, Fe, Mn) oraz Cd, leżące u podłoża regulacji pobierania, akumulacji i tolerancji rośliny na metale; Wybrane zagadnienia: Dlaczego rośliny pobierają i akumulują toksyczny Cd? Konsekwencje dla metabolizmu i mechanizmy obrony. Na czym polega regulacja poziomu akumulacji metali specyficzna dla organów, tkanek i pojedynczych komórek. Modyfikacje genetyczne w celu zmiany pobierania, akumulacji i dystrybucji metali ciężkich. Zastosowanie wyników badań dla celów praktycznych: Fitoremediacja wykorzystanie roślin do usuwania metali ze skażonych gleb Biofortyfikacjaroślin wzrost zawartość mikroelementów, redukcja zawartości Cd

3 tytoniu i pomidorze Pracujemy na: o typu dzikiego o transformantach z ekspresją genów homeostazy metali w mniejszym zakresie na gorczycy i słoneczniku

4 Badania prowadzimy przy zastosowaniu nowoczesnych metod z zakresu biologii molekularnej, biochemii, fizjologii, cytologii; Metody dostosowujemy do celu badawczego, zatem stale je rozwijamy, uczymy się nowych, modyfikujemy istniejące; Posiadamy niezbędną aparaturę Metody badawcze: biblioteki genowe; klonowanie genów homeostazy metali; analiza funkcji wybranych genów; sekwencjonowanie DNA; analizy bioinformatycznesekwencji; transformacja roślin, analizy tkankowo specyficznej ekspresji genów (mikrodysekcja laserowa, Real-Time PCR) izolacja DNA, RNA, elektroforeza DNA i białek, Western blot, analizy biochemiczne; mikroskopia: świetlna, fluorescencyjna, konfokalna; atomowa spektrometria absorpcyjna (ASA); spektrofotometria eksperymenty hydroponiczne i glebowe;

5 2015/2016 Przyjmujemy chętnych do realizacji prac licencjackich i magisterskich; Wybór zagadnień i metod badawczych dostosowany do zainteresowań Prace licencjackie: Prowadzimy prace zarówno teoretyczne jak i eksperymentalne zależnie od zainteresowań i czasu (prace doświadczalne są bardziej pracochłonne) Prace magisterskie: Prace magisterskie to najczęściej fragment aktualnie prowadzonych badań. Akceptujemy jednak także indywidualne pomysły.

6 Prace licencjackie teoretyczne i eksperymentalne przykłady tematów: (1) Wspólne przenośniki transbłonowe dla kadmu i mikroelementów; (2) Czy wegetarianie są bardziej narażeni na rozwój chorób indukowanych obecnością Cd? (3) Dlaczego nie wszystkie rośliny są zdolne do akumulacji wysokich stężeń Cd, Zn czy Fe? (4) Modyfikacje genetyczne dla poprawy składu mineralnego rośliny (biofortyfikacja); (5) Modyfikacje metabolizmu ściany komórkowej warunkujące tolerancję na Zn/Cd (6) Inne tematy do wyboru z zakresu prowadzonych badań

7 Prace magisterskie przykłady tematów: 1) Technika przeszczepów (re-grafting) w badaniu roli korzenia w akumulacji Cd i Zn w pędzie; 2) Rola bakterii glebowych w pobieraniu i tolerancji roślin na Cd 3) Reaktywne formy tlenu i tlenek azotu w odpowiedzi roślin na Zn i Cd; 4) Molekularne mechanizmy różnicujące pojedyncze komórki w tkance pod względem akumulacji metali; 5) Rośliny modyfikowane genetycznie: czy ekspresja transgenumodyfikuje wzór ekspresji genów endogennych? 6) Przydatność różnych gatunków tytoniu do fitoremediacjigleb zanieczyszczonych kadmem 7) Inne tematy do wyboru z zakresu prowadzonych badań

8 Część prac licencjackich i magisterskich w ramach nowego grantu ze współpracą międzynarodową (1,5 mln zł). CEL ogólny badań: Poszukiwanie molekularnych i fizjologicznych mechanizmów tolerancji tytoniu na Zn, w tym: o Molekularnego mechanizmu różnicującego komórki mezofilu w liściu na komórki akumulujące Zn (zielone-indykator poziomu Zn) i sąsiadujące komórki nieakumulujące; o Znaczenie fizjologiczne zróżnicowania komórek mezofilu pod względem poziomu akumulacji i tolerancji na Zn Zastosowanie wyników w fitoremediacji.

9 Granty: W ostatnich 10 latach zrealizowaliśmy sześć grantów krajowych i zagranicznych; Publikujemy w bardzo dobrych czasopismach, z udziałem licencjuszy, magistrantów i doktorantów Nasze prace są bardzo dobrze cytowane na świecie; Współpraca: Universityof Southampton UK, Wydział Chemii UW, Politechnika Warszawska, IETU Katowice Wybrane publikacje: Wojas S, ClemensS, HennigJ, Skłodowska A, Kopera E, SchatH, Bal J and Antosiewicz DM Overexpression of phytochelatinsynthase in tobacco: distinctive effects of AtPCS1 and CePCS genes on plant response to cadmium. Journal of Experimental Botany v.59: Wojas S, HennigJ, PlazaS, GeislerM, Siemianowski O, Skłodowska A, Ruszczyńska A, Bulska E and Antosiewicz DM Ectopic expression of Arabidopsis ABC transporter MRP7 modifies cadmium root-to-shoot transport and accumulation. Environmental Pollution 157: Zabłudowska E, Kowalska J, Jedynak Ł, Wojas S, Skłodowska A and Antosiewicz DM Search for a plant phytoremediation -what can we learn from field and hydroponic studies? Chemosphere, 77: Siemianowski O, Mills RF, Williams LE and Antosiewicz DM, Expression of the P 1B -type ATPase AtHMA4in tobacco modifies Zn and Cd root to shoot partitioning and metal tolerance. Plant Biotechnol. Journ. 9: Barabasz A; Wilkowska A; Ruszczynska A; Bulska E; HanikenneM; Czarny M; KraemerU; Antosiewicz DM Metal response of transgenic tomato plants expressing P1B-ATPase. PhysiologiaPlantrum, 145: ; Siemianowski O, Barabasz A, Weremczuk A, Ruszczyńska A, Bulska E, Williams LE and Antosiewicz DM Development of Zn-related necrosis In tobacco is enhanced by expressing AtHMA4 and depends on the apoplasticzn levels. Plant Cell and Environment. 36: ; Barabasz A, WilkowskaA, Tracz K, RuszczyńskaA, Bulska E, Mills RF, Williams LE and Antosiewicz DM, Expression of HvHMA2in tobacco modifies Zn-Fe-Cd homeostasis. Journal of Plant Physiology, 170: Siemianowski O, Barabasz A, Kendziorek M, RuszczyńskaA, Bulska E, Williams LE and Antosiewicz DM, 2014.HMA4 expression in tobacco reduced Cd accumulation due to the induction of the apoplastticbarrier. Journal of Experimental Botany, Antosiewicz DM, Barabasz A, Siemianowski O Phenotypic and molecular consequences of overexpression of metal-homeostasis genes. Frontiers in Plant Science. 5: art 80; Doi: /fpls

10 Zapraszamy na rozmowy Inne metale Cd Fe Zn Mechanizmy homeostazy metali w roślinach Kontakt: prof. dr hab. Danuta Maria Antosiewicz dma@biol.uw.edu.pl, wew , pokój 105 C dr Anna Barabasz pokój 105 C dr Maria Kendziorek pokój 105 C mgr Katarzyna Tracz pokój 102 C mgr Aleksandra Weremczuk -pokój 102 C