Kierunki badań

Zespół Biochemii

Badania zespołu koncentrują się na zagadnieniach biotechnologii i biochemii środowiskowej w zakresie przemian ksenobiotyków jednowęglowych, zanieczyszczeń antropogenicznych, węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz ich pochodnych, a także wybranych metali ciężkich. Prowadzą do poznania mechanizmów bioremediacji oraz wdrażania opracowanych technologii biologicznej likwidacji zanieczyszczeń uciążliwych ścieków przemysłowych, gleb i osadów. Wykorzystywane są gatunki i izolaty środowiskowe drobnoustrojów pro- i eukariotycznych oraz wytwarzane specjalistyczne konsorcja mikroorganizmów, działające synergistycznie i zdolne do biologicznego rozkładu szerokiego spektrum zanieczyszczeń. Badania obejmują także wykorzystanie roślin (fitoremediacja). Prowadzone są także analizy mikrobioty glebowej, w tym pożytecznych bakterii z grupy PGPM (ang. plant growth-promoting microorganisms), drobnoustrojów strefy korzeniowej roślin (ryzosfery), bakterii fermentacji kwasu mlekowego podczas produkcji kiszonek oraz mikroorganizmów kolonizujących środowiska gleb zdegradowanych i zanieczyszczonych. W Zespole prowadzone są także badania dotyczące występowania związków o właściwościach antyoksydacyjnych w owocach i warzywach, a w szczególności ważnych dla zdrowia człowieka karotenoidów i związków fenolowych. Wykorzystywane są techniki chromatografii gazowej i cieczowej, elektroforezy oraz spektroskopii UV-VIS, fluorymetrii i spektrometrii EPR. Na wyposażeniu warsztatu badawczego znajduje się także zestaw aparatów – bioreaktorów do prowadzenia hodowli mikrobiologicznych na skalę zarówno laboratoryjną, jak i półtechniczną.

Główne tematy badawcze dotyczą:

• poznania mechanizmów biochemicznych przemian ksenobiotyków: związków jednowęglowych (metanol, formaldehyd), ftalanów, barwników azowych, wybranych środków ochrony roślin (herbicydów), innych węglowodorów oraz substancji z grupy EDC (ang. endocrine disrupting chemicals) u niekonwencjonalnych drożdży i bakterii środowiskowych,
• opracowania składu i warunków hodowli konsorcjów mikroorganizmów aktywnie degradujących związki alifatyczne i aromatyczne, w tym wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne oraz ich pochodne,
• bioremediacji zanieczyszczeń organicznych, w tym związków ropopochodnych, w środowiskach gruntowo-wodnych poprzez opracowanie optymalizowanych biotechnologii z wykorzystaniem drobnoustrojów pro- i eukariotycznych,
• bioremediacji oraz fitoremediacji gleb i wód skażonych metalami ciężkimi, zwłaszcza związkami kadmu i chromu,
• optymalizacji oczyszczania ścieków przemysłowych – uciążliwych odcieków przemysłu chemicznego i eutrofizowanych cieczy pofermentacyjnych produkcji biometanu i biowodoru,
• charakterystyki mikrobioty glebowej, środowisk zanieczyszczonych antropogenicznie, ryzosfery roślin, materiału kiszonkarskiego,
• biologicznej stabilizacji drobnoustrojów glebowych na nośnikach mineralnych i granulatach utworzonych z osadów ściekowych i dennych,
• analizy istotnych składników żywności funkcjonalnej w produktach ogrodniczych pod względem zawartości i aktywności antyoksydantów, w tym karotenoidów i związków fenolowych,
• proteomiki i lipidomiki bakterii, drożdży, mikroskopowych glonów oraz wybranych roślin.

Zespół Genetyki Roślin

Badania zespołu koncentrują się na tematyce związanej z szeroko rozumianą genetyką i biotechnologią roślin. Tematy badawcze ukierunkowane są na poznanie genetycznych podstaw mechanizmów rozwoju i funkcjonowania roślin uprawnych oraz wykorzystaniu wiedzy i osiągnięć biotechnologii dla potrzeb doskonalenia roślin uprawnych. Badania prowadzone są w zakresie genetyki, genomiki, cytogenetyki, nasiennictwa i hodowli odmian warzyw, głównie marchwi, kapust, cebuli i czosnku, buraka ćwikłowego, pomidora i ogórka, a także wybranych ważnych gospodarczo gatunków roślin uprawnych, w tym buraka cukrowego i łubinu oraz dzikich gatunków pokrewnych. W badaniach wykorzystywane są techniki mikroskopowe, analiz DNA, RNA i białek, zarówno jakościowe jak i ilościowe, inżynierii kwasów nukleinowych, najnowsze techniki kultur in vitro, kontrolowanego zapylenia i reprodukcji, testowania reakcji na stresy abiotyczne i biotyczne oraz oceny i uszlachetniania nasion. Ponadto, wykorzystywane są zaawansowane metody bioinformatyczne analizy danych sekwencyjnych, w tym uzyskanych z projektów z wykorzystaniem technik sekwencjonowania nowej generacji (Next Generation Sequencing) czy mapowania asocjacyjnego.

Główne tematy badawcze dotyczą:

• mikrorozmnażania i odwirusowywania materiału roślinnego z zastosowaniem kultur in vitro,
• hybrydyzacji somatycznej na drodze fuzji protoplastów w kulturach in vitro i tworzenia mieszańców somatycznych,
• indukcji androgenezy oraz rozwoju roślin haploidalnych i podwojonych haploidów,
• indukcji kwitnienia w warunkach kultur in vitro,
• funkcji wybranych genów związanych z ważnymi cechami użytkowymi, odpornością na choroby i reakcją na czynniki stresowe m.in. zasolenie podłoża i hipoksję,
• zróżnicowania genetycznego i występowania wariantów allelicznych sprzężonych z cechami użytkowymi, odpornością na choroby i tolerancją na stres abiotyczny,
• opracowania markerów molekularnych sprzężonych z genami warunkującymi cechy użytkowe roślin oraz cechy związane z reprodukcją i odpornością,
• występowania, struktury i funkcji ruchomych elementów genetycznych oraz czynników stresowych wpływających na ich mobilizację,
• struktury kariotypu,
• ukierunkowanej edycji genomu przy użyciu białek Cas i kompleksów białkowo-rybonukleinowych,
• wpływu uszlachetniania nasion na ich wartość siewną i potrzeb nawodnieniowych roślin uprawnych.

Zespół Żywienia Roślin

Badania zespołu koncentrują się na tematyce związanej z szeroko rozumianym żywieniem roślin uprawnych i efektami tego żywienia na funkcjonowanie roślin i zdrowie człowieka. Prowadzone jest diagnozowanie potrzeb nawozowych roślin ogrodniczych, badanie zależności pomiędzy żywieniem roślin a jakością plonu, określanie wpływu właściwości fizycznych i chemicznych gleb i podłoży oraz nowych środków nawozowych i stymulujących na rozwój roślin, plonowanie i wartość biologiczną plonów. Badania obejmują także podłoża w aspekcie optymalizacji ich właściwości fizyko-chemicznych, wykorzystania materiałów odpadowych w uprawie roślin pod osłonami oraz w technologii zielonych dachów. Badania prowadzone są dla roślin uprawianych w glebie, w pojemnikach pod osłonami oraz w systemie bezglebowym z otwartym i zamkniętym obiegiem pożywki. Badania obejmują zarówno gatunki uprawne o znaczeniu gospodarczym, głównie rośliny warzywne i sadownicze, jak i gatunki wykorzystywane do założeń terenów zielonych, w tym zielonych dachów. Ukierunkowane są na wdrażanie nowoczesnych rozwiązań spełniających proekologiczne wymagania zrównoważonej produkcji rolniczej i ogrodniczej. Analizy gleby, podłoży i roślin prowadzone są pod kątem m.in. zawartości makro- i mikroelementów oraz pierwiastków śladowych i metali ciężkich z wykorzystaniem technik m.in. spektrometrii mas ICP-OES, elektroforezy kapilarnej i chromatografii cieczowej.

 
Główne tematy badawcze dotyczą:

• optymalizacji mineralnego żywienia roślin w uprawach tradycyjnych oraz bezglebowych,
• opracowania oraz badania właściwości i działania nowych środków przeznaczonych do nawożenia mineralnego, w tym szkieł mikroelementowych,
• opracowywania syntetycznych i naturalnych inhibitorów nitryfikacji,
• obiegu węgla i pierwiastków w agroekosystemie ekologicznych tuneli foliowych,
• stosowania nawozów zielonych oraz zmianowania w ekologicznej uprawie warzyw w tunelach foliowych jako sposób na poprawę właściwości fizykochemicznych gleby oraz zwiększenie produktywności i zdrowotności roślin,
• doskonalenia technik bezglebowej uprawy roślin, doboru podłoży i pożywki, 
• wykorzystania biowęgla i biodegradowalnych wyrobów włóknistych w rolnictwie,
• biostymulacji rozwoju roślin z wykorzystaniem bakterii mikoryzowych oraz stosowania efektywnych mikroorganizmów glebowych na nośnikach mineralnych,
• biofortyfikacji roślin uprawnych w pierwiastki deficytowe o istotnym znaczeniu dla zdrowia człowieka oraz poznania szlaków metabolicznych i genów roślinnych związanych z ich konwersją w roślinach,
• stosowania oraz doboru podłoży mineralnych oraz gatunków roślin do tworzenia zielonych dachów.