#družba znanost 9.2.2016 14:37

Nov rastlinjak bo izboljšal preučevanje bolezni rastlin

Ljubljana, 9. februarja - Na oddelku za biotehnologijo in sistemsko biologijo, ki deluje v okviru Nacionalnega inštituta za biologijo, se ukvarjajo predvsem z odnosi med rastlinami in povzročitelji bolezni. Konec lanskega leta so pridobili nov raziskovalni rastlinjak, ki bo omogočil opravljanje raziskav v pogojih gojenja rastlin, ki bodo podobni pogojem v naravi. Na ta način bodo lahko raziskovali bolezni različnih rastlinskih vrst, med drugih tudi kmetijsko pomembnih rastlin, kot je denimo vinska trta.

Ljubljana, NIB.
Vodja Oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo na Nacionalnem inštitutu za biologijo Maja Ravnikar.
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, NIB.
Oddelek za biotehnologijo in sistemsko biologijo na Nacionalnem inštitutu za biologijo.
Komore za gojenje rastlin in tkivnih kultur
Foto: Anže Malovrh/STA

Ljubljana, NIB.
Oddelek za biotehnologijo in sistemsko biologijo na Nacionalnem inštitutu za biologijo.
Komore za gojenje rastlin in tkivnih kultur
Foto: Anže Malovrh/STA

"Pri našem študiju uporabljamo več okolij, raziskujemo odziv rastline in biologijo mikroorganizmov v laboratorijskih pogojih, v komorah, pod zelo kontroliranimi pogoji. Pomembno pa je tudi, da te ugotovitve preverimo v pogojih, ki so bližje naravi, kar nova infrastruktura omogoča," pojasnjuje vodja oddelka Maja Ravnikar.

Poleg tega se bodo v novem raziskovalnem rastlinjaku izvajale tudi določene raziskave, ki so se do sedaj odvijale v karantenskem rastlinjaku. S tem se bo sprostil del kapacitet obstoječega karantenskega rastlinjaka, v katerem potekajo raziskave pod visoko kontroliranimi karantenskimi pogoji ter je edini te vrste v Sloveniji.

Bakterijski ožig oljke

Trenutno na oddelku sodelujejo v projektu, v okviru katerega raziskujejo bolezen, imenovano bakterijski ožig oljke. Ta je trenutno najpomembnejša bolezen v Evropi, saj se hitro širi in lahko okužuje veliko število različnih rastlinskih vrst, med njimi tudi veliko kmetijsko pomembnih rastlin. Pred nedavnim so jo našli v Italiji ter na Korziki, posledice okužbe dreves oljk pa so zelo velike. V Italiji je bilo po besedah Ravnikarjeve denimo uničenih skoraj 200.000 hektarov oljk.

"Problem bolezni je, da okužuje različne rastlinske vrste, med drugim tudi vinsko trto. Če bi se bakterija razširila na Primorskem, kjer uspevajo oljke, bi bilo oljkarstvo v Sloveniji bolj ali manj zaključeno," poudarja Ravnikarjeva. V Sloveniji bolezni še niso odkrili, kljub temu pa so na oddelku takoj pristopili k raziskavam in uvajanju metod za sledenje te bakterije.

"Razviti je potrebno različne teste, ki jih lahko delamo tudi na terenu. Na ta način lahko hitro ugotovimo vzrok propadanja, ki ga opazujemo na oljkah ali vinski trti. Podobna bolezenska znamenja lahko povzročijo tudi drugi dejavniki, zato je identificiranje pravega vzroka za propadanje dreves edino nujno za pravilno in pravočasno zajezitev bolezni."

Posebni nadzori karantenskih organizmov, ki povzročajo bolezni rastlin

V okviru posebnih nadzorov, ki jih koordinira uprava za varno hrano veterinarstvo in varstvo rastlin sledimo boleznim rastlin. Veliko poskusov so opravili z virusi na paradižniku ter na krompirju, na katerem že dlje časa preučujejo virus krompirja y, ki povzroča najpomembnejšo virusno bolezen na krompirju - nekrozo gomoljev.

V zadnjem času se ukvarjajo tudi s tem, kako lahko okoljske vode, ki jih lahko uporabimo za namakanje, prenašajo različne povzročitelje bolezni, ki okužujejo tako rastline, živali kot tudi človeka, pojasnjuje Ravnikarjeva. Pri tem so razvili nove načine za koncentriranje in odstranjevanje gastroenteričnih virusov iz vode. Trenutno sodelujejo tudi s Fakulteto za strojništvo, UL in skupaj so kot prvi dokazali, da je postopek kavitacije učinkovit za odstranjevanje virusov iz vode.

Poleg tega za namene in potrebe Uprave RS za varno hrano, veterinarstvo in varstvo rastlin trenutno preučujejo področje semenarstva zelja. Ukvarjajo se predvsem s črno žilavko kapusnic, boleznijo, ki okužuje zelje ter se prenaša s semenom.

Tehnike določanja nukleinskih kislin

Pred nekaj nekaj leti so se začeli ukvarjati s povsem novo tehnologijo, ki omogoča iz vsakega vzorca določiti katerokoli prisotno nukleinsko kislino in jo povezati z živim organizmom. To je po besedah Ravnikarjeve zalo močno orodje, ki so ga že uporabili v iskanju novih virusov, v ugotavljanju raznolikosti mikroorganizmov, pomaga pa jim tudi pri razvoju novih diagnostičnih metod.

"Odpira zelo veliko novih možnosti in je res velik izziv, saj je pri tem potrebno uporabljati bioinformatska orodja, s tem je močno povezano računalništvo, zato je nujno skupno raziskovanje interdisciplinarnega tima," pravi Ravnikarjeva.

Na Oddelku za biotehnologijo in sistemsko biologijo, na katerem se ukvarjajo s preučevanjem bioloških procesov s poudarkom na interakcijah med rastlinami in škodljivimi organizmi, je trenutno zaposlenih 37 sodelavcev, od tega osem mladih raziskovalcev, en doktorski študent preko Marrie Currie projekta iz Portugalske in ena NIB štipendistka iz Hrvaške.

Razvoj metod za določanje gensko spremenjenih organizmov (GSO)

Oddelek za biotehnologijo in sistemsko biologijo je z večletnimi izkušnjami z rutinskimi analizami določanja GSO nacionalni referenčni laboratorij za določanje GSO v hrani in krmi. Zaradi potencialno velikega števila GSO na tržišču je namreč potrebno vzpostaviti sistem, s pomočjo katerega lahko z najmanjšim številom analiz pridejo do zanesljivega rezultata identifikacije GSO. V ta namen sodelujejo tudi z Inštitutom Jožef Stefan.

Kot nosilci javnega pooblastila za opravljanje nalog zdravstvenega varstva rastlin izvajajo diagnostiko rastlinskih virusov in bakterij. Hkrati razvijajo tudi nove metode za njihovo določanje. V raziskavah s pomočjo genskega spreminjanja rastlin raziskujejo vlogo različnih genov za povečanje odpornosti proti virusom, žuželkam ali suši.

Oddelek je tudi član mreže evropskih laboratorijev za določanje GSO (ENGL), aktivno pa sodelujejo tudi v strokovnih delovnih skupinah ENGL.

Dr. Maja Ravnikar

Dr. Maja Ravnikar je na Nacionalnem inštitutu za biologijo zaposlena od leta 1984, ožje področje njene raziskovalne dejavnosti pa je biotehnologija in rastlinska patologija. Je izredna profesorica za področje biotehnologija na Univerzi v Ljubljani in Univerzi v Novi Gorici ter Mednarodni podiplomski šoli Jožef Stefan. Poleg tega je članica številnih strokovnih komisijah, nacionalnih in mednarodnih združenjih in društvih, leta 2013 pa je med drugim prejela tudi nagrado Miroslava Zeia za izjemne dosežke na področju dejavnosti NIB.

Skupaj s sodelavci je vzpostavila raziskave rastlinske biotehnologije in patologije rastlin in razvila številne moderne molekularne metode in druga orodja sistemske biologije. Trenutno sodeluje v devetih nacionalnih raziskovalnih projektih, vodi veliki aplikativni projekt "Študij epidemiologije in raznolikosti mikrobnih povzročiteljev bolezni rastlin in je mentorica trem mladim raziskovalcem.

Ustanovila je in vodi pooblaščeni diagnostični laboratorij, ki svetuje in izvaja visoko tehnološke analize za določanja mikroorganizmov za potrebe Uprave RS za varno hrano, veterinarstvo in varstvo rastlin, proizvajalcev ter podjetij doma in v tujini. Z njeno pomočjo je bilo v letu 2010 ustanovljeno tudi visokotehnološko spin-off podjetje Biosistemika d.o.o, ki uspešno deluje na mednarodnem trgu.

Diagram sodelovanja dr. Maje Ravnikar

Vir: Atlas slovenske znanosti