KLINIKA CHORÓB ROŚLIN

W Klinice prowadzimy badania diagnostyczne patogenów roślin: wirusów, bakterii, fitoplazm oraz grzybów. Więcej informacji o stosowanych przez nas testach diagnostycznych znajdą Państwo w zakładce ,,Metody badawcze". Działalność komercyjną świadczymy dla producentów, gospodarstw rolno-ogrodnicznych, firm nasiennych i hodowlanych. Oprócz działalności usługowej prowadzimy zakrojone na szeroką skalę prace badawczo-rozwojowe. Poniżej znajdą Państwo informacje o  realizowanych przez Nas projektach badawczych.

 

Projekt badawczy 2021/41/B/NZ9/03574 2021-2026, kierownik: prof. dr hab. Beata Hasiów-Jaroszewska

Struktura i dynamika zmienności populacji wirusów porażających uprawy cukinii w Polsce i ich wektorów w świetle obserwowanych zmian klimatycznych i różnorodności biologicznej ekosystemów.

Narodowe Centrum Nauki

Rośliny z rodziny dyniowatych (Cucurbitaceae) należą do głównych warzyw uprawianych na całym świecie, a ich globalna produkcja szacowana jest na ok. 151 milionów ton. Choroby wirusowe roślin stanowią poważny problem ekonomiczny ze względu na powodowane przez nie straty w plonach roślin gospodarczo-ważnych. Opisano ponad 70 gatunków wirusów, które mogą porażać rośliny dyniowate często prowadząc do znacznych strat plonu i jakości tych roślin. W ostatnich latach obserwowano również nasilenie występowania różnych gatunków mszyc, które bardzo efektywnie mogą przenosić wirusy na duże odległości. Niebagatelny wpływ na to zjawisko mają zmiany klimatyczne, które w istotny sposób wpływają na dynamikę i strukturę populacji mszyc oraz ich cykl życiowy. Jednym z głównych gatunków dyniowatych uprawianych w Polsce jest cukinia, a w ostatnich latach obserwowano nasilone występowanie chorób wirusowych w jej uprawie powodujących straty sięgające 95%. Często stwierdzano obecność więcej niż jednego gatunku wirusa w porażonych roślinach (infekcje mieszane) co prowadziło do zaostrzenia objawów, również na owocach, które nie miały wartości handlowej i konsumpcyjnej. Co więcej badania prowadzone w naszym zespole pozwoliły na wykrycie nowych gatunków wirusów, których obecność nie była do tej pory odnotowywana na terenie naszego kraju. Brak jest środków umożliwiających bezpośrednie zwalczanie wirusów, a ochrona roślin przed tymi patogenami polega na szeroko pojętej profilaktyce. Najważniejszym elementem profilaktyki jest szybka i skuteczna diagnostyka, czyli wykrywanie wirusów w materiale roślinnym. Pozwala to na wczesne wykrycie patogenów w uprawie i podjęcie odpowiednich działań zapobiegawczych. Ponadto analizy zmienności genetycznej i struktury populacji wirusów dostarczają cennych informacji na temat procesów związanych z ewolucją wirusów i ich epidemiologią. Ma to kluczowe znaczenie dla projektowania metod diagnostycznych oraz opracowywania skutecznych strategii kontroli występowania chorób wirusowych. Celem naszego projektu jest przeprowadzenie kompleksowych analiz i) występowania i struktury populacji wirusów porażających cukinię oraz mszyc będących ich wektorami ii) obecności wirusów w chwastach i roślinach dziko-rosnących na i w sąsiedztwie pól, które mogą służyć jako alternatywni gospodarze i rezerwuary wirusów iii) występowania oraz wpływu mieszanych infekcji na obserwowane symptomy na różnych odmianach cukinii, akumulację wirusa oraz powstawanie nowych wariantów genetycznych wirusów na drodze rekombinacji iv) zróżnicowania genetycznego wirusa mozaiki arbuza (watermelon mosaic virus, WMV), którego obecność najczęściej stwierdzano w uprawie cukinii w Polsce. Ponadto spróbujemy przeanalizować i oszacować czynniki, które mogą wpływać na pojawienie się i rozprzestrzenia się infekcji wirusowej: w tym zmieniające się w ostatnim czasie warunki klimatyczne oraz różnorodność lokalnych gatunków żywicielskich.

Projekt badawczy PRELUDIUM 2018/31/N/NZ9/02985, 2018-2023, kierownik: mgr inż. Daria Budzyńska

Wpływ wybranych regionów/motywów w genomie wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora oraz zmiany gospodarzy w trakcie wielokrotnego pasażowania wirusa na powstawanie, strukturę i właściwości defektywnych interferujących cząsteczek RNA.

Narodowe Centrum Nauki

Wirusy roślinne są powszechnie występującymi patogenami porażającymi rośliny gospodarczoważne i ozdobne, a wywoływane przez nie choroby często skutkują obniżeniem ilości i jakości plonu. Dotychczas nie opracowano skutecznych środków chemicznych umożliwiających bezpośrednie zwalczanie wirusa w roślinie, dlatego strategie walki z tymi patogenami opierają się głównie na działaniach prewencyjnych np. stosowaniu materiału propagacyjnego wolnego od wirusa czy usuwaniu porażonych roślin ze środowiska. W ostatnich latach zauważono, że duży potencjał w ochronie roślin mogą mieć defektywne cząsteczki RNA (D RNA) zasocjowane z niektórymi wirusami lub powstające de novo w czasie rozwoju infekcji. Cząsteczki te pochodzą z genomu wirusa pomocniczego, któremu towarzyszą, a ich powstawanie prawdopodobnie zachodzi na drodze rekombinacji w wyniku tzw. ,,poślizgu polimerazy”. Cząsteczki te mogą obniżać akumulację wirusa w roślinach, co skutkuje osłabieniem obserwowanych symptomów chorobowych (tzw. defektywne interferujące RNA, DI RNA). Ze względu na tą unikalną cechę, DI RNA mogłyby być wykorzystywane jako innowacyjne narzędzia do ochrony roślin przed wirusami. Niezwykle ważne jest więc uzyskanie wiedzy dotyczącej mechanizmów powstawania DI RNA oraz ich wpływu na namnażanie się wirusa w roślinach. Celem niniejszego projektu jest określenie roli specyficznych miejsc w genomie wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (tomato black ring virus, TBRV) w tworzeniu DI RNA oraz wpływu zmiany gospodarza na ich powstawanie.

Projekt badawczy OPUS 2015/17/B/NZ8/02407, 2016-2020, kierownik: dr hab. Beata Hasiów-Jaroszewska

Dynamika ewolucyjna wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (Tomato black ring virus, TBRV) i jego adaptacja do różnych gospodarzy.

Narodowe Centrum Nauki

Prowadzone w w niniejszym projekcie badania dotyczą ewolucji wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (tomato black ring virus, TBRV) i jego zdolności do przystosowywania się do różnych gospodarzy. Wirus występuje niemal na całym świecie i poraża wiele gatunków roślin uprawnych, ozdobnych i wieloletnich należących do różnych rodzin botanicznych. Niewiele jednak wiadomo na temat jego zmienności, ewolucji i tempa namnażania.  W ramach projektu planowana jest analiza struktury i stopnia zróżnicowania populacji wirusa zarówno na terenie kraju, jak i z innych regionów geograficznych. Pozwoli to na prześledzenie relacji filogenetycznych między izolatami pozyskanymi z różnych lokalizacji oraz gospodarzy i dynamiki zmienności wirusa. Badania te umożliwią również analizę populacji wirusa z roślin wieloletnich w porównaniu do jednorocznych. W przypadku roślin wieloletnich, wirus zasiedlał swoich gospodarzy przez kilkadziesiąt nawet lat będąc pod wpływem stosunkowo stabilnych warunków środowiska. Mogło to faworyzować taki kierunek ewolucji, który prowadziłby do wytworzenia stabilnego układu wirus-gospodarz pozwalającego na dłuższą egzystencję obu partnerów. Rośliny takie mogą stanowić również rezerwuar wirusa. Sytuacja przedstawia się inaczej w przypadku roślin jednorocznych, kiedy większe korzyści ewolucyjne dawałoby intensywne namnażanie się wirusa. W projekcie zaplanowano uzyskanie pełnych sekwencji genomów izolatów zebranych z gospodarzy reprezentujących różne rodziny: pomidora, aksamitki oraz robinii akacjowej. Pozwoli to wytypowanie regionów zachowawczych oraz zmiennych w genomie TBRV co ma istotne znacznie w projektowaniu odpowiednich metod do wykrywania wirusa. Z kolei skonstruowanie biologicznie aktywnych kopii wirusa umożliwi dalsze prace nad oddziaływaniami między patogenem a gospodarzem.

Projekt badawczy IUVENTUS PLUS IP2014 014973, 2015-2017, kierownik: dr hab. Beata Hasiów-Jaroszewska

RNA kontra RNA - różne strategie w ochronie roślin przed wirusami.

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego

Celem projektu jest zbadanie możliwości wykorzystania dwóch typów cząstek RNA: defektywnych (D-RNA) oraz dwuniciowych (dsRNA) jako elementów ograniczających infekcję roślin pomidora odpowiednio przez wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (Tomato black ring virus, TBRV)  oraz wirusa mozaiki pepino (Pepino mosaic virus, PepMV). Do tej pory nie istnieją żadne metody pozwalające na zwalczania tych wirusów, jedynym sposobem ograniczania ich występowania jest szybka i skuteczna diagnostyka oraz eliminowanie porażonych roślin. Projekt zakłada otrzymanie biologicznie aktywnych transkryptów defektywnych RNA izolatów TBRV pozyskanych z roślin pomidora. Analizowana będzie fluktuacja poziomu genomowego RNA i D-RNA w trakcie infekcji. Monitorowane będą również objawy chorobowe w obu przypadkach w danych przedziałach czasowych. Wcześniejsze badania wskazywały, że obecność dodatkowych cząstek wpływa na redukcję objawów chorobowych, ale nie udowodniono ich bezpośredniego wpływu na replikację wirusa. Drugim podejściem zakładanym w projekcie jest zaprojektowanie i synteza dwuniciowych cząstek RNA (dsRNA) homologicznych do wybranych fragmentów genomu PepMV obecnie jednym z najbardziej rozpowszechnionych patogenów porażających pomidora. Wprowadzenie do komórek dsRNA o sekwencji homologicznej do wybranego genu zapoczątkowuje zjawisko interferencji RNA (RNAi) i pozwala na precyzyjne wyłączenie jego ekspresji.

W trakcie badań prowadzonych w ramach projektu udało się potwierdzić interferencyjny charakter cząstek D-RNA, zauważono jednak, że jest to zależne od gospodarza oraz izolatu. Opracowano również metodę izotermalnej amplifikacji kwasów nukleinowych, która umożliwia wykrywanie genetycznie różnych izolatów TBRV występujących w roślinach często w bardzo niskiej koncentracji. Wyniki opublikowano w Archives of Virology.