Załącznik 2 Autoreferat

Transkrypt

1 1. Imię i nazwisko: Joanna Mitrus 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe: 1993 r. - magister biologii Wyższa Szkoła Rolniczo-Pedagogiczna w Siedlcach (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach); Praca magisterska pt. Wpływ zmiennej temperatury na plenność, masę ciała i liczebność Drosophila melanogaster, opiekun: prof. dr hab. Stanisław Socha r. - doktor nauk rolniczych w dyscyplinie agronomia, Akademia Podlaska w Siedlcach, Wydział Rolniczy; Rozprawa doktorska pt. Zawartość wybranych składników żywieniowych w bulwach ziemniaka w zależności od cech odmianowych, promotor: dr hab. inż. Czesław Stankiewicz. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych: r. asystent, Zakład Genetyki, Wydział Rolniczy, Wyższa Szkoła Rolniczo-Pedagogiczna w Siedlcach (w roku 1999 zmiana nazwy uczelni na Akademia Podlaska) r. adiunkt, Katedra Fizjologii Roślin i Genetyki (wcześniej Zakład Genetyki i Fizjologii Roślin) Wydział Przyrodniczy Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach (w roku 2010 zmiana nazwy uczelni na Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach). Od starszy wykładowca, Katedra Fizjologii Roślin i Genetyki, Wydział Przyrodniczy, Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach. 1

2 4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.): a) Tytuł osiągnięcia naukowego Markery genetyczne w charakterystyce populacji i systemie kojarzenia muchołówki małej Ficedula parva na tle badań behawioralnych. Na osiągnięcie to składa się cykl pięciu prac opublikowanych w czasopismach, których sumaryczny IF (według roku publikacji) wynosi 4,632, a liczba punktów MNiSW wynosi 117. b) (autor/autorzy, tytuł/tytuły publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa), (IF według roku publikacji, punktacja czasopism naukowych z roku publikacji oraz zgodnie z listą MNiSW z dnia ). Lp. Dane bibliograficzne IF z roku publikacji Punkty MNiSW z roku publikacji Punkty MNiSW z dnia Mitrus C., Mitrus J. & Sikora M Sex differences in the rate of food provisioning to nestlings red-breasted Flycatchers (Ficedula parva). Annales Zoologici Fennici 47: Mitrus C., Mitrus J., Sikora M., Badge size and arrival time predicts mating success of the Red-breasted Flycatcher Ficedula parva males. Zoological Science 29: Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R., Sikora M., Suchecka E Characterisation of crossamplified microsatellite markers in the redbreasted flycatcher Ficedula parva. Annales Zoologici 63 (4): Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R., Sikora M Extra-pair paternity in relation to age of the Red-breasted Flycatcher Ficedula parva males. Avian Biology Research 7 (2): , , , , Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R Female red-breasted flycatchers Ficedula parva mated to older males produce male-biased broods. 0, Wilson Journal of Ornithology 127 (2): Razem 4,

3 c) Omówienie celu naukowego ww. prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania. Ptaki, uznawane były dawniej za grupę, w której dominuje monogamiczny system kojarzenia. Jednak badania genetyczne w znacznej mierze zmieniły ten pogląd. U wielu gatunków mimo behawioralnej monogamii stwierdzono wśród potomstwa znaczny udział piskląt pozapartnerskich. Dotychczas powstało wiele teorii i prac opisujących to zjawisko, jednak tylko nieliczne dotyczyły gatunków występujących w naturalnych środowiskach leśnych i w niskich zagęszczeniach. Za obiekt badań wybrałam muchołówkę małą Fiedula parva, małego ptaka wróblowego, migranta dalekodystansowego. Należy on do rodzaju Ficedula, którego przedstawiciele tacy jak muchołówka żałobna F. hypoleuca i muchołówka białoszyja F. albicollis są gatunkami modelowymi w badaniach nad doborem płciowym i systemami kojarzenia u ptaków. Muchołówka mała gnieździ się w lasach liściastych Europy Wschodniej i Azji. W Polsce jest na ogół nielicznym gatunkiem, choć lokalnie, głównie na wschodzie kraju może występować średnio licznie. Młode samce są szaro-brązowe, a po upływie dwóch lat mają wyraźną pomarańczową plamkę na podgardlu i piersi. Ze względu na zróżnicowanie samców pod względem wieku, występowania i wielkości ornamentów, jest to również dobry obiekt badań pozwalający na analizę zagadnień związanych z doborem partnerów. Dotychczas podejmowane prace dotyczące tego gatunku skupiały się głównie na ekologii rozrodu, sukcesie reprodukcyjnym i doborze partnerów w oparciu o obserwacje behawioralne. Do tej pory nie prowadzono badań z wykorzystaniem markerów molekularnych w analizie zagadnień związanych z opieką rodzicielską oraz z systemem kojarzenia, występowaniem piskląt pozapartnerskich, płci potomstwa jak również z szacowaniem zmienności genetycznej muchołówki małej. Badania dotyczące genetycznych systemów kojarzenia u ptaków prowadzono głównie w populacjach o wysokich zagęszczeniach, najczęściej w warunkach mocno zmienionych przez człowieka. Niewiele jest prac, które opisują te zagadnienia w oparciu o gatunki nieliczne, występujące w warunkach niezaburzonych przez człowieka, takich jak np. panujące w Białowieskim Parku Narodowym. Chcąc prowadzić tego typu badania niezbędne są również analizy przy użyciu metod molekularnych, pozwalających na wybór odpowiednich markerów genetycznych. Dlatego też ważne są prace o charakterze podstawowym, opisujące możliwość wykorzystania różnych markerów genetycznych. 3

4 Markery molekularne są powszechnie wykorzystywane do analizy zmienności genetycznej, stopnia pokrewieństwa, jak również do identyfikacji osobniczej. W swoich badaniach wykorzystałam system markerowy, umożliwiający precyzyjną identyfikację genotypów w oparciu o mikrosatelitarny polimorfizm krótkich tandemowych powtórzeń (STR). Możliwość analizy materiału genetycznego z wykorzystaniem polimorficznych markerów jest bardzo przydatna w tego rodzaju badaniach. Wysoki stopień polimorfizmu, przejawiający się występowaniem w poszczególnych loci mikrosatelitarnych dużej liczby alleli, kodominacja, możliwość oceny homo- lub heterozygotyczności badanego osobnika (na podstawie jego profilu genetycznego), szybkie tempo mutacji tych systemów molekularnych sprawiają, że są jednym z najczęściej stosowanych markerów w badaniach populacyjnych. Jednak niekorzystną cechą tego systemu jest ograniczona możliwość wykorzystania tych samych starterów dla badań różnych gatunków. Do gatunków o słabo poznanym genomie często wykorzystywane są znane już mikrosatelitarne markery gatunków blisko spokrewnionych (cross-species amplification). W przeprowadzonych przeze mnie badaniach po raz pierwszy został opracowany system markerowy dla muchołówki małej. Cel naukowy W realizowanych badaniach połączono dane molekularne z obserwacjami behawioralnymi. Celami przedstawionego do oceny osiągnięcia naukowego było: 1. Określenie udziału rodziców w opiece rodzicielskiej muchołówki małej. 2. Określenie znaczenia ornamentów i wieku samca muchołówki małej w wyborze partnera na podstawie obserwacji behawioralnych. 3. Określenie efektywności strategii międzygatunkowej amplifikacji markerów mikrosatelitarnych w przypadku muchołówki małej i wyselekcjonowanie wysoce polimorficznych loci, oszacowanie poziomu zmienności genetycznej populacji muchołówki małej w Puszczy Białowieskiej. 4

5 4. Identyfikacja lęgów wieloojcowskich, typowanie ojców spoza pary socjalnej oraz poznanie udziału piskląt pozapartnerskich w oparciu o wyselekcjonowane wysoce polimorficzne markery mikrosatelitarne. 5. Wykorzystanie metod genetyki molekularnej do identyfikacji płci piskląt (molecular sexing) i określenie związku między proporcją płci i wiekiem samca. Powyższe cele zostały zrealizowane i opublikowane w pięciu pracach, które są podstawą przedstawionego do oceny osiągnięcia naukowego. /1/ Mitrus C., Mitrus J. & Sikora M Sex differences in the rate of food provisioning to nestlings red-breasted flycatchers (Ficedula parva). Annales Zoologici Fennici 47: Indywidualny wkład w publikację oceniam na 50%. Brałam udział w zbieraniu materiału, opracowaniu wyników oraz pisaniu artykułu. Celem pracy było: Określenie udziału rodziców w opiece rodzicielskiej muchołówki małej w zależności od wieku piskląt. Opieka rodzicielska u ptaków jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na reprodukcję, a tym samym na ostateczny sukces rozrodczy. W zależności od gatunku, u których oboje rodzice biorą udział w opiece rodzicielskiej, wkład każdej z płci może być różny. W przypadku muchołówki małej tylko samica buduje gniazdo, a następnie wysiaduje jaja. Jednak w wychowywaniu piskląt bierze udział zarówno samica jak i samiec, a okres wychowywania piskląt jest jednym z ważniejszych etapów opieki. Praca bazuje na danych behawioralnych. Obserwacje intensywności karmienia i udziału rodziców na tym etapie opieki rodzicielskiej oraz nagrania wideo związane z tym zagadnieniem prowadzone były w warunkach naturalnych Puszczy Białowieskiej. Poza tym na podstawie wcześniej zebranych danych dotyczących fenologii określono wiek piskląt, jak również ich liczbę. Wykazano, iż udział oraz intensywność karmienia piskląt muchołówki małej zależy od ich wieku i jest zróżnicowany w zależności od płci partnera. W pierwszych dniach po wykluciu, ze 5

6 względu na konieczność ogrzewania przez samicę potomstwa, jej udział i intensywność karmienia był niższy niż samca. Wraz z wiekiem zapotrzebowanie piskląt na pokarm wzrastało, dlatego też intensywność karmienia przez obojga rodziców była wyższa. Jednak im starsze były pisklęta tym znacząco wzrastał udział samicy w karmieniu, a zmniejszał się udział samca. Jest to wynikiem różnych ról samca i samicy na poszczególnych etapach rozrodu. Wykazano również, iż intensywność karmienia piskląt przez rodziców nie zależała od liczby potomstwa w gnieździe. Dopiero późniejsze badania (przedstawione w tym zbiorze) wskazały, że nie zawsze samce karmiły swoje potomstwo. Obserwacje te wskazują na konieczność uzupełniania badań behawioralnych o szczegółowe analizy molekularne. /2/ Mitrus C., Mitrus J., Sikora M., Badge size and arrival time predicts mating success of the Red-breasted flycatcher Ficedula parva males. Zoological Science 29: Indywidualny wkład w publikację oceniam na 50%. Brałam udział w zbieraniu materiału, opracowaniu wyników oraz pisaniu artykułu. Celem pracy było: Określenie znaczenia ornamentów i wieku samca muchołówki małej w wyborze partnera na podstawie obserwacji behawioralnych. Praca ta opiera się na obserwacjach behawioralnych i porusza zagadnienia związane ze znaczeniem ornamentów barwnych ptaków w doborze partnerów. Tematyka ta jest szeroko poruszana i stała się podstawą wielu opracowań o charakterze ogólnym. U muchołówki małej pomarańczowa plamka na piersi jest oznaką wieku samca. Pojawia się ona u ptaków w trzecim roku życia. Wcześniejsze obserwacje wskazywały na znaczenie tego ornamentu w relacjach między samcami. Podobnie jak w poprzednio opisywanej publikacji wyniki badań oparto na danych zebranych w warunkach naturalnych Puszczy Białowieskiej. Większość samców z tej populacji była schwytana, co pozwoliło na dokonanie pomiarów biometrycznych (w tym wielkości plamki na piersi) oraz znakowania indywidualnego kolorowymi obrączkami. Dodatkowo określano datę przylotu poszczególnych osobników, zaś na podstawie obserwacji behawioralnych śledzono sukces kojarzeniowy. Analizy statystyczne wyników dały podstawę do stwierdzenia, że samce z plamką o większej powierzchni kojarzą się częściej. Ponadto, na sukces kojarzeniowy miała również wpływ data 6

7 przylotu. Samce wcześniej zajmujące terytoria kojarzyły się częściej. Natomiast nie stwierdzono wpływu na sukces kojarzeniowy samców ich parametrów biometrycznych takich jak masa ciała, długość skoku i skrzydła. Przeanalizowano również wpływ tych cech na termin przylotu i okazało się, że wcześniej przylatują ptaki cięższe i o krótszym skoku. Badania te wskazują na znaczenie wielkości plamki jako sygnału jakości samca dla przyszłej partnerki. Wielkość tego ornamentu może wskazywać na wiek i doświadczenie oraz jakość genetyczną samca. Potwierdziły to również badania molekularne, wskazujące na preferencje samic w wyborze starszych samców do kopulacji pozapartnerskich. /3/ Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R., Sikora M., Suchecka E Characterisation of cross-amplified microsatellite markers in the red-breasted flycatcher Ficedula parva". Annales Zoologici 63 (4): Indywidualny wkład w publikację oceniam na 50%. Brałam udział w zaprojektowaniu badań, przygotowanie materiału do analiz, wykonanie części analiz, opracowanie wyników oraz przygotowanie artykułu do druku. Celem pracy było: Określenie efektywności metody międzygatunkowej amplifikacji markerów mikrosatelitarnych w przypadku muchołówki małej i wyselekcjonowanie zestawu wysoce polimorficznych loci. Wykorzystanie wysoce zmiennych loci mikrosatelitarnego DNA w ocenie zmienności genetycznej populacji muchołówki małej. Materiał do badań stanowiły pióra, pozyskiwane przy odłowie ptaków w okresie lęgowym. Wyizolowane preparaty DNA genomowego (gdna) przechowywano w -20 C. Do reakcji PCR zastosowano startery, amplifikujące loci mikrosatelitarne opisane dla innego przedstawiciela rodzaju muchołówki żałobnej F. hypoleuca (crossamplification strategy). Skuteczność amplifikacji, specyficzność uzyskanych produktów i parametry polimorfizmu cross-amplifikowanych mikrosatelitów określono na podstawie genotypów 66 dorosłych osobników z naturalnej populacji lęgowej w Puszczy Białowieskiej. Wykorzystując dane literaturowe, w oparciu o wskaźniki parametrów genetycznych: liczba alleli w locus (A), heterozygotycznośc obserwowana 7

8 i oczekiwana (Ho, He) stopień polimorficzności danego locus (PIC), prawdopodobieństwo wykluczenia niewłaściwego rodzica (PE), wytypowano 24 markery (FhU1 (PTC2), FhU2 (PTC3), FhU3, FhU4, FhU5, FhU6, Fhy220, Fhy223, Fhy224, Fhy226, Fhy228, Fhy234, Fhy306, Fhy328, Fhy336, Fhy350, Fhy405, Fhy428, Fhy429, Fhy443, Fhy452, Fhy458, Fhy464, Fhy467) charakteryzujące się wysokim polimorfizmem u gatunku źródłowego i zbliżoną temperaturą hybrydyzacji starterów. Poszczególne markery amplifikowano wykorzystując warunki reakcji PCR opisane dla muchołówki żałobnej. Sukces amplifikacji (obecność produktu PCR) oceniano metodą elektroforezy w żelach agarozowych. Obecność prążka o długości zbliżonej do zakresu wielkości alleli (podawanego w literaturze) klasyfikowano jako amplifikację zakończoną sukcesem (uzyskanie specyficznego fragmentu DNA). Sukces amplifikacji stwierdzono w przypadku 13 (54%) z testowanych markerów (FhU2, FhU3, FhU4, Fhy224, Fhy226, Fhy336, Fhy350, Fhy428, Fhy429, Fhy443, Fhy452, Fhy458, Fhy467). Po sekwencjonowaniu amplikonów potwierdzono, że w przypadku 9 par starterów uzyskano produkt PCR typowy dla mikrosatelitarnego DNA (37,5% spośród wszystkich badanych loci). Dla tych mikrosatelitów opracowano warunki reakcji multiplex PCR, pozwalające amplifikować wszystkie 9 loci w trzech reakcjach PCR Dla każdego locus wyliczono podstawowe wskaźniki polimorfizmu: A-liczba alleli w locus, Ho-heterozygotyczność obserwowaną i He-heterozygotyczność oczekiwaną z prawa Hardy'ego-Weinberga. Testowano również istotność odchylenia heterozygotyczności obserwowanej od oczekiwanej, oszacowano wielkość i istotność współczynnika inbredu (FIS), jak również indeks zawartości informacji polimorficznej (PIC) i prawdopodobieństwo wykluczenia rodzicielstwa (PE). W badanej puli osobników w 9 loci mikrosatelitarnych zidentyfikowano 139 alleli. Badane markery charakteryzowały się wysoką różnorodnością alleliczną (średnia A=15,4). Liczba alleli w pojedynczym locus wahała się od 4 (FhU3) do 22 (Fhy458) i 26 (Fhy428). W pozostałych loci liczba alleli przekroczyła 10. O wysokim polimorfizmie badanych markerów wskazują także wyliczone wartości heterozygotyczności. W przypadku większości loci heterozygotyczność obserwowana (Ho) była wysoka, przekraczająca 0,780. Najniższą heterozygotyczność oczekiwaną zanotowano w locus FhU3 (0,393), a najwyższą w locus Fhy336 (0,939). Ogólnie heterozygotyczność obserwowana w badanej populacji (Ho=0,769) była niższa od oczekiwanej (He=0,822) (test dokładny Fishera, p<0,001), co wskazuje na niedobór heterozygot. Większość analizowanych loci znajdowała się w równowadze Hardy'ego- 8

9 Weinberga. Jedynie loci Fhy350 i Fhy458 wykazały istotne odchylenia i wysoką dodatnią wartość współczynnika inbredu (FIS). Po wykluczeniu locus Fhy350 z analiz heterozygotyczność obserwowana nie odbiegała od oczekiwanej. Podobnie współczynnik FIS był niski (0,031) i nie istotny statystycznie. Po wykluczeniu tylko Fhy458 populacja nie była w równowadze HWE (p <0,001) również wartość FIS (0,042), choć nadal niska, była statystycznie znacząca. Dlatego też najprawdopodobniej znaczny niedobór heterozygot był efektem pojedynczego locus Fhy350, co mogłoby świadczyć o występowaniu alleli zerowych. Na ocenę genetycznego zróżnicowania populacji duży wpływ ma występowanie alleli zerowych. Allele zerowe powstają w wyniku trudności amplifikacji alleli mikrosatelitarnych w reakcji PCR. Jeśli amplifikacji ulega tylko jeden allel heterozygotycznego osobnika, wówczas niektóre heterozygoty są błędnie zaklasyfikowane jako homozygoty, co skutkuje deficytem heterozygot. Dlatego też w badaniach populacyjnych Locus Fhy350, choć bardzo polimorficzne (A=19), powinno być traktowane z ostrożnością, ze względu na prawdopodobne występowanie wysokiej frekwencji alleli zerowych. Świadczy o tym duża liczba osobników, u których nie udało się zamplifikować tego locus oraz istotny niedobór heterozygot. Zastosowanie tego markera może mieć wpływ na wnioskowanie o całej populacji - jego uwzględnienie w analizach owocowało istotnym ogólnym wskaźnikiem FIS w badanej grupie ptaków. W przypadku analiz wymagających precyzyjnego genotypowania (pokrewieństwo) allele zerowe mogą fałszować wynik i powinny być eliminowane. Stopień polimorficzności danego locus określono na podstawie wskaźnika PIC (indeks zawartości informacji polimorficznej). Najwyższą wartość (PIC=0,94) otrzymano dla locus Fhy428 najniższą zaś (PIC=0,31) w locus FhU3. Średnia wartość PIC dla wszystkich loci DNA mikrosatelitarnego była wysoka (PIC=0,81), co wskazuje na przydatność opisanych markerów w badaniach struktury genetycznej muchołówki małej. Ponadto dla poszczególnych loci wyliczono prawdopodobieństwo wykluczenia niewłaściwego rodzica (PE). Wykazano przydatność wybranych markerów mikrosatelitarnych w ustaleniu ojcostwa muchołówki małej. Prawdopodobieństwo wykluczenia rodzicielstwa, gdy znane są genotypy obydwojga rodziców (PE1) przyjmowało wartości od 0,160 (FhU3) do 0,888 (Fhy428). Przy znajomości genotypu jednego z pary rodziców wartości współczynnika (PE2) wynosiły odpowiednio 0,065 dla locus (FhU3) i 0,799 (Fhy428). W przypadku wykluczenia obydwojga rodziców (PE3) najniższe wartości parametru uzyskano również dla locus 9

10 FhU3 (PE3=0,258), a najwyższe PE3=0,978 dla (Fhy428). W pozostałych analizowanych loci wartości PE były wysokie (>0,5). Podsumowując, scharakteryzowane w pracy systemy mikrosatelitarne wykazują wysoki polimorfizm i mogą być wykorzystane do szacowania poziomu zmienności genetycznej w obrębie populacji, między populacjami oraz w ustaleniu pokrewieństwa muchołówki małej. /4/ Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R., Sikora M., Extra-pair paternity in relation to age of the Red-breasted Flycatcher Ficedula parva males. Avian Biology Research 7 (2): Indywidualny wkład w publikację oceniam na 60%. Brałam udział w zbieraniu materiału, opracowaniu wyników oraz pisaniu artykułu. Celem pracy było: Ustalenie pokrewieństwa między dorosłymi samcami a karmionym przez nie potomstwem. Poznanie udziału piskląt pozapartnerskich w oparciu o wyselekcjonowane wysoce polimorficzne markery mikrosatelitarne. W przypadku muchołówki małej wcześniejsze, behawioralne badania wskazywały na monogamiczny system kojarzenia. Jednak dotychczas brak było badań genetycznych potwierdzających to zjawisko. Niniejsza praca jest pierwszą publikacją opisującą genetyczny system kojarzenia muchołówki małej i jedną z niewielu, powstałą na bazie materiałów zebranych w naturalnym lesie niżowym. Większość dotychczasowych prac wskazywało na zależność występowania kopulacji pozapartnerskich od zagęszczenia (im niższe zagęszczenie tym mniejszy udział kopulacji i piskląt pozapartnerskich). W naturalnych drzewostanach Puszczy Białowieskiej zagęszczenia ptaków są niskie, podobnie jak w pierwotnych lasach równikowych. Fakt ten sugerował również niski udział zdrad i piskląt pozapartnerskich w lęgach muchołówki występującej w naturalnych drzewostanach Białowieskiego Parku Narodowego. Badania genetyczne były poprzedzone obserwacjami behawioralnymi, polegającymi na zidentyfikowaniu karmiącego (behawioralnego) ojca. W tym celu samce były chwytane i znakowane indywidualnie kolorowymi obrączkami. Podobnie 10

11 jak w pierwszej pracy materiał genetyczny został wyizolowany z piór zarówno dorosłych samców jak i piskląt. Analizę ojcostwa w lęgach przeprowadzono dwoma sposobami: (i) jeśli znany był socjalny ojciec lęgu, porównywano obecność jego alleli w genotypach jego potomstwa. Brak allelu ojcowskiego w dwóch lub większej liczbie loci uznawano za dowód wystąpienia zjawiska EPP (ang. extra pair paternity potomstwo pozapartnerskie pochodzące od innego samca); (ii) w przypadku braku próby od ojca socjalnego analizowano liczbę alleli w poszczególnych loci u piskląt - pojawienie się 5 lub większej liczby alleli uznawano za dowód, że w lęgu znajdują się pisklęta spokrewnione nie tylko z jednym samcem. Analizując genotypy piskląt nie będących potomstwem ojca socjalnego poszukiwano ojców genetycznych wśród wszystkich zgenotypowanych samców. Okazało się, że pisklęta z kopulacji pozapartnerskich występowały w niemal ¼ lęgów, ale stanowiły tylko 7,5% wszystkich piskląt. Dodatkowo przetestowano również wpływ wieku samca na występowanie potomstwa pozapartnerskiego. Stwierdzono częstsze zdrady w lęgach młodych samców oraz to, że drugim partnerem, niezależnie od wieku pierwszego, zawsze był starszy samiec z plamką. Wskazuje to na preferencje samic, które wybierają na partnera do kopulacji pozapartnerskich doświadczone samce, posiadające dobrze rozwinięte ornamenty, gwarantujące wysoką jakość potomstwa. /5/ Mitrus J., Mitrus C., Rutkowski R., Sikora M., Female red-breasted flycatchers Ficedula parva mated to older males produce male-biased broods. Wilson Journal of Ornithology 127 (2): Indywidualny wkład w publikację oceniam na 60%. Brałam udział w zbieraniu materiału, opracowaniu wyników oraz przygotowaniu artykułu do opublikowania. Celem pracy było: Poznanie proporcji płci w lęgach w zależności od wieku samca muchołówki małej w oparciu o metody molekularne. Teoria równego inwestowania zakłada, ze dobór naturalny powinien faworyzować podobny wkład w wysiłek reprodukcyjny w wychowanie potomstwa obu płci, przy podobnych kosztach reprodukcji samców i samic. Konsekwencją tego powinien być równy udział płci wśród potomstwa. Jednak na wielu przykładach badań wykazano różny rozkład płci w lęgach ptaków. Jako przyczyny takich odstępstw wskazuje się zarówno na czynniki środowiskowe jak i cechy obojga rodziców. Manipulacja 11

12 udziałem płci może odbywać się na różnych etapach rozrodu. Obecnie wiele badań wskazuje również na możliwość dostosowywania płci potomstwa jeszcze przed zniesieniem jaj. W niniejszej pracy przedstawiono zmienność udziału płci wśród piskląt muchołówki małej w warunkach naturalnych. Oznaczanie płci określano za pomocą reakcji PCR, stosując tzw. metodę uniwersalną, w której wykorzystano dwa startery P2 (5'-TCTGCATCGCTAAATCCTTT-3') i P8 (5'-CTCCCAAGGATGAGRAAYTG-3'). Płeć określano na podstawie wielkości produktów w żelu. Obecność dwóch produktów PCR (397 pb i 202 pb), różniących się długością, definiowano jako płeć heterogametyczną (samice, genotyp ZW), a jednego produktu (397 pb) jako płeć homogametyczną (samce, ZZ). Stwierdzono, że w poszczególnych lęgach występowały tylko samce lub same samice, jednak na poziomie populacji udział obu płci nieistotnie odbiegał od przyjętego poziomu 50:50. Mimo tego na poziomie lęgów stwierdzono większy udział samców w lęgach, gdzie ojcem był starszy samiec z pomarańczową plamką. Ponieważ śmiertelność piskląt jest niska, a koszty reprodukcji obu płci powinny być podobne, sugeruje to możliwość dostosowywania udziału płci przez samice muchołówki małej w zależności od cech samca. Podsumowując, przeprowadzone badania nad muchołówką małą pozwalają na sformułowanie następujących wniosków: 1. W przypadku muchołówki małej udział samca i samicy w karmieniu piskląt różni się i zależy od wieku piskląt. 2. Samce muchołówki małej posiadające większą plamkę na piersi częściej kojarzą się. Wielkości ornamentu jest sygnałem jakości samca dla partnerki, gdyż może wskazywać na wiek i doświadczenie oraz jakość genetyczną samca. 3. Opracowane systemy mikrosatelitarne wykazują wysoki polimorfizm i mogą być wykorzystane do szacowania poziomu zmienności genetycznej w obrębie populacji muchołówki małej, między populacjami oraz w ustaleniu pokrewieństwa muchołówki małej. 4. Samice muchołówki małej skojarzone z młodymi samcami częściej mają potomstwo pozapartnerskie. Drugim partnerem był wówczas zawsze starszy 12

13 samiec z pomarańczową plamką na piersi. Samice wybierają do pozapartnerskich kopulacji samce, które posiadają dobrze rozwinięte ornamenty, co gwarantuje wysoką jakość potomstwa. 5. Udział obu płci wśród piskląt muchołówki małej istotnie nie odbiegał od przyjętego poziomu 50:50. Jednak w lęgach starszych samców przeważał udział samców. Ponieważ śmiertelność piskląt jest niska, a koszty reprodukcji obu płci są zbliżone wydaje się, że wśród piskląt muchołówki małej udział samców i samic zależy od cech ojcowskich samca. 5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych Od początku pracy naukowej moje zainteresowania skupiały się na badaniach z pogranicza genetyki i biologii molekularnej prowadzonych na różnych modelach. W 1993 roku ukończyłam studia na kierunku biologia w Wyższej Szkole Rolniczo- Pedagogicznej w Siedlcach (obecnie Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach) uzyskując tytuł magistra biologii. Tematem pracy magisterskiej, wykonanej w Katedrze Genetyki pod kierunkiem prof. dr hab. Stanisława Sochy był Wpływ zmiennej temperatury na plenność, masę ciała i liczebność muszki owocowej Drosophila melanogaster. Od 1 października 1995 podjęłam pracę na stanowisku asystenta w Zakładzie Genetyki ówczesnej Wyższej Szkoły Rolniczo-Pedagogicznej (WSRP) w Siedlcach. Już jako asystent brałam czynny udział w pracach badawczych, uczestnicząc w realizacji tematów Badanie mutagenności i toksyczności dodatków do żywności na Drosophila melanogaster 702/98/W. Badania dotyczyły wpływu substancji dodatkowych w żywności (E) na wybrane cechy muszki owocowej. Na podstawie wybranych parametrów: liczebność owadów, masa ciała, plenność oraz rozszczepienie płci określano toksyczność tych substancji. Kolejne realizowane tematy to Wpływ czynników agrotechnicznych na plonowanie i wartość paszową pszenżyta ozimego i jarego 1978/01/F oraz Ocena wpływu genotypów i czynników agrotechnicznych na skład chemiczny i jakość bulw ziemniaka 728/98/W związane były z wpływem wybranych czynników genetycznych na zawartości aminokwasów, białka oraz witaminy C badanych gatunków roślin. Tematyka ta była przedmiotem mojej rozprawy doktorskiej, którą przeprowadziłam pod kierunkiem dr hab. Czesława Stankiewicza. Na kontynuację tych badań otrzymałam grant promotorski Wpływ 13

14 genotypów na skład chemiczny wybranych odmian ziemniaka (grant KBN nr 5 PO6BO1118), który pozwolił mi na ukończenie analiz związanych z oznaczaniem składu chemicznego bulw różnych odmian ziemniaka. Efektem tych badań była praca doktorska obroniona w 2001 roku na Wydziale Rolniczym Akademii Podlaskiej: Zawartość wybranych składników żywieniowych w bulwach ziemniaka w zależności od cech odmianowych i zabiegów agrotechnicznych, której promotorem był dr hab. inż. Czesław Stankiewicz. Wyniki tej pracy zostały opublikowane w czasopiśmie Plant Soil and Environment (2003). Po otrzymaniu stopnia doktora awansowałam na stanowisko adiunkta (2001). Moje dokonania naukowe i dydaktyczne zostały docenione przez JM Rektora Akademii Podlaskiej, który w 2001 roku przyznał mi Nagrodę Indywidualną III stopnia. W celu podniesienia kwalifikacji zawodowych i kompetencji praktycznych, uczestniczyłam w kursach dotyczących metod badawczych z zakresu biologii molekularnej. Kursy, w których brałam udział dotoczyły: genetycznie modyfikowanych organizmów i ich analizy techniką PCR, zastosowania technik RT- PCR oraz PCR-RLFP w diagnostyce medycznej, praktycznego zastosowania RT-PCR, klonowania molekularnego, technologii RNA i jej zastosowania w badaniach biologicznych. Odbyłam również staż naukowy w pracowni Biologii Molekularnej Zakładu Wirusologii Instytutu Hematologii i Transfuzjologii w Warszawie. Wiedza i umiejętności zdobyte na wyżej wymienionych kursach pozwoliły mi na podjęcie badań dotyczących genetyki ptaków we współpracy z Katedrą Zoologii UPH. W 2006 roku Zakład Genetyki został przekształcony w Katedrę Fizjologii Roślin i Genetyki. Przyswojoną na kursach wiedzę z zakresu technik molekularnych wykorzystałam w tworzeniu (w ramach katedry), Laboratorium Genetyki Molekularnej. Sprzęt, który został zakupiony do laboratorium jest przydatny do zaawansowanych badań zarówno organizmów roślinnych, jak i zwierzęcych. W ramach badań nad roślinami uczestniczyłam w realizacji grantu otrzymanego z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego pt Hormonalna regulacja biosyntezy flawonoidów w siewkach gryki zwyczajnej (Fagopyrum esculentum Moench) nr N /2125. Biorę też aktywny udział w realizacji tematu statutowego pt Badania nad mechanizmem działania regulatorów wzrostu i innych czynników w wybranych roślinach. Dotychczas wykonane badania dotyczyły tolerancji siewek odmian gryki na krótkotrwałą ekspozycję Pb 2+ i Cd 2+, oceny wpływu regulatorów wzrostu wyłącznie, oraz jednocześnie z parami jasmonianu metylu (MJ), na akumulację flawonoidów i amin biogennych w tkankach siewek gryki zwyczajnej (Fagopyrum esculentum Moench). Niskie stężenia Pb 2+ i Cd 2+ stymulowały wzrost 14

15 sadzonek wszystkich badanych odmian, natomiast wyższe dawki hamowały wzrost korzeni i w znacznie mniejszym stopniu pędów. Jony kadmu były bardziej szkodliwe dla wzrostu siewek gryki, niż jony ołowiu. Bardziej odporne na zagrożenia powodowane obecnością wysokich stężeń metali w podłożu były siewki odmiany Hruszowska i Luba w porównaniu do Kory. Liścienie z odmian bardziej odpornych (Hruszowska i Luba) zawierały znacznie więcej flawonoidów niż liścienie odmiany Kora. W przypadku oceny wpływu regulatorów wzrostu wykazano, iż częściowo odwracały one efekt silnego hamowania syntezy antocyjanów przez jasmonian metylu (MJ). Natomiast MJ stosowany samodzielnie powodował duże nagromadzanie 2-fenyloetyloaminy (PEA) w liścieniach i hipokotylach gryki. Niedobór L- fenyloalaniny, będącej substratem do syntezy PEA, może być odpowiedzialny za spadek zawartości antocyjanów. Wyniki badań zostały opublikowane w Acta Physiologiae Plantarum (2011), Acta Societatis Botanicorum Poloniae (2011), Ecological Chemistry and Engineering S (2011), Polish Journal of Environmental Studies (2013) oraz Acta Agrobotanica (2013). W latach uczestniczyłam w realizacji kolejnego grantu, otrzymanego z Narodowego Centrum Nauki pt Rola dekarboksylazy L-fenyloalaniny i 2-fenyloetylaminy w procesach fizjologicznych i biochemicznych siewek gryki zwyczajnej (Fagopyrum esculentum) i innych roślin nr NCN-2011/01/B/NZ9/ Badania prowadzone w ramach grantu dotyczyły wpływu jasmonianu metylu na aktywność dekarboksylazy L-fenyloalaniny oraz poziom 2-fenyloetyloaminy i jej metabolitów w siewkach gryki zwyczajnej i innych roślin. W celu wykazania wpływu jasmonianu metylu na ekspresję ośmiu genów zaangażowanych w metabolizm L-fenyloalaniny oraz przemiany fenyloetyloaminy podjęto próby odpowiednich badań genetycznych. Brak sekwencji DNA tych genów właściwych dla gryki zwyczajnej skłonił do wykorzystania sekwencji genów docelowych innych roślin, które są filogenetycznie spokrewnione z rodzajem Fagopyrum (Polygonum minus Huds., Arabidopsis thaliana L.). Jednak zastosowanie specjalistycznych zestawów odczynnikowych z użyciem niestandardowych starterów specyficznych dla badanych genów okazały się nieskuteczne. Posługując się komplementarnym DNA gryki przeprowadzono wydajną reakcję amplifikacji dwóch genów: dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanowej (GAPDH) oraz transaminazy aminokwasów aromatycznych (AAT). Wykazano wpływ MJ na odpowiedź transkrypcyjną genu AAT w tkankach siewek gryki zwyczajnej. Wszystkie części 15

16 morfologiczne siewek gryki zwyczajnej traktowanej MJ zawierały podwyższone ilości transkryptu mrna AAT. W przypadku kukurydzy zwyczajnej (Zea mays L., odmiana Złota Karłowa) przeanalizowano wpływ MJ na akumulację 2-fenyloetyloaminy (PEA), kwasu fenylooctowego (PAA) i 2-fenyloetanolu (PE) w liściach i korzeniach siewek. Dodatkowo zanalizowano aktywność transkrypcyjną ośmiu genów (ADH1, ADH2, AO2, CAO, PDC1, PDC2, PTA i LOX, kodujących dehydrogenazę alkoholową 1 i 2, oksydazę aldehydową 2, oksydazę aminową, dekarboksylazę fenyloalaninową 1 i 2, transaminazę fenyloalaninową i lipooksygenazę), biorących udział w metabolizmie L- fenyloalaniny oraz fenyloetyloaminy (PEA) w tkankach kukurydzy. Wykazano istotne zwiększenie ilości transkryptów mrna większości badanych genów z wyjątkiem trzech (ADH1, ADH2 i AO2), których poziom ekspresji był znacznie obniżony po 4 dniach ekspozycji na MJ. Obserwowano również efekt oddziaływania jasmonianu metylu na biomasę i przyrost długości części nadziemnych i korzeni siewek kukurydzy. Jednodniowa ekspozycja na jasmonian metylu spowodowała wzrost świeżej masy nadziemnych części i korzeni siewek kukurydzy, natomiast wydłużenie czasu oddziaływania MJ wywoływało przeciwny efekt. Odnotowano zwiększony przyrost długości korzeni roślin poddanych 1-dniowemu oddziaływaniu MJ, ale wydłużenie okresu do 4 dni obniżyło przyrost długości części nadziemnych i korzeni testowanych siewek. Rośliny kukurydzy traktowane jasmonianem metylu wykazywały istotne zmiany w zawartości oznaczanych komponentów chemicznych (PEA, PAA i PE) w odniesieniu do kontroli. Otrzymane wyniki zostały opublikowane w czasopismach: International Journal of Food Science and Technology (2014) i Acta Scientiarum Polonorum. Agricultura (2014). Acta Biochimica Polonica (2015), Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica (2016) i Acta Alimentaria (2016). Rozpoczęłam także badania dotyczące obserwacji behawioralnych oraz zróżnicowania genetycznego populacji muchołówki małej Ficedula parva w warunkach naturalnych Puszczy Białowieskiej. W latach wspólnie z dr hab. Cezarym Mitrusem realizowałam badania w projekcie nr NCN N Czy pisklęta karmione przez samce muchołówki małej Ficedula parva są ich potomstwem. W oparciu o analizy DNA (wybrane wysoce polimorficzne markery mikrosatelitarne specyficzne dla rodzaju) oraz obserwacje behawioralne wykonywano badania dotyczące ustalenia pokrewieństwa (ustalenie ojcostwa w lęgach muchołówki małej). Określany był również polimorfizm markerów mikrosatelitarnych (obliczanie podstawowych parametrów dla każdego 16

17 mikrosatelitarnego locus oraz szacowanie poziomu zmienności genetycznej w obrębie populacji, zróżnicowania udziału płci piskląt w lęgach). Wyniki tych badań w znacznym stopniu stały się podstawą artykułów wchodzących w skład przedstawionego osiągnięcia naukowego. Otrzymane wyniki zostały opublikowane w czasopismach: Annales Zoologici Fennici (2010), Animal Biology (2010), Zoological Science (2012), Annales Zoologii (2013), Avian Biology Research (2014), Wilson Journal of Ornithology (2015). Poza artykułami w czasopismach naukowych wyniki przeprowadzonych badań prezentowane były na konferencjach krajowych (7) i międzynarodowych (2). Moje plany rozwoju naukowego wiążę z dalszymi badaniami z wykorzystaniem zawansowanych analiz genetycznych. Planuje zająć się zagadnieniem genów głównego kompleksu zgodności tkankowej (major histocompatibility complex, MHC) u ptaków warunkujące odpowiedź immunologiczną i ich powiązanie z różnymi cechami morfologicznymi (np. ornamentami) oraz sukcesem rozrodczym. Działalność dydaktyczna Od początku swojej pracy zawodowej związana byłam z dydaktyką na kierunku Biologia. Opracowałam autorskie programy i prowadziłam wykłady oraz ćwiczenia z przedmiotów: Genetyka i Genetyka człowieka. Na kierunku dietetyka prowadzę wykłady z przedmiotu Żywność funkcjonalna i specjalnego znaczenia oraz ćwiczenia w ramach przedmiotu Techniki mikroskopowania. Swoje doświadczenie wykorzystuję opiekując się pracami magisterskimi i licencjackimi przygotowywanymi przez studentów biologii. Efektem tego było wypromowanie w ciągu 13 lat 30 prac magisterskich i 10 licencjackich. Poza pracą ze studentami współczesną wiedzę propagowałam również wśród dzieci i młodzieży licealnej na licznych prelekcjach np. w ramach Festiwalu Nauki i Sztuki w Siedlcach, Festiwalu Nauki w Coniewie, Uniwersytetu Dziecięcego czy wykładów dla maturzystów. Opiekowałam się także licealistami, którzy przygotowywali się do olimpiady biologicznej. Za tą działalność w 2015 r. otrzymałam Medal Komisji Edukacji Narodowej. Biorę także udział w innych formach pracy dydaktycznej i organizacyjnej macierzystego Wydziału Przyrodniczego UPH. Od 2012 r. byłam opiekunem praktyk zawodowych nauczycielskich na kierunku Biologia, zaś w roku 2013 zostałam 17

18 powołana na kierownika Podyplomowych Studiów Kształcenia Blokowego w zakresie Przyrody, jestem redaktorem Kwartalnika Wydziału Przyrodniczego, koordynatorem współpracy pomiędzy uczelnią a I Katolickim LO im. Św. Rodziny. W latach byłam członkiem Rady Wydziału Przyrodniczego (trzy kadencje) oraz jestem w Radzie Instytutu Biologii UPH. Podsumowanie aktywności naukowej Liczba prac naukowych ogółem: 36 - przed doktoratem: 6 - po doktoracie: 30 Liczba prac w czasopismach z listy JCR: 18 - przed doktoratem: 1 - po doktoracie: 17 Liczba pozostałych prac: 18 - przed doktoratem: 5 - po doktoracie: 13 Sumaryczny impact factor publikacji, zgodnie z rokiem opublikowania 16,013 - przed doktoratem: 0,21 - po doktoracie: 15,803 Suma punktów MNiSW: 447 (wg punktacji z roku wydania), 472 (z dnia ) - przed doktoratem: 20 (wg punktacji z roku wydania), 22 (z dnia ) - po doktoracie: 427 (wg punktacji z roku wydania), 450 (z dnia ) Liczba komunikatów konferencyjnych: 9 - przed doktoratem: 1 - po doktoracie: 8 Liczba cytacji wg Web of Science: 67 Indeks Hirscha wg Web of Science: 5 Siedlce,