Výzkumný tým 17: Biologicky aktivní látky v ochraně plodin
Vedoucí týmu: RNDr. Tomáš Erban, Ph.D.
Cílem týmu je přispět k minimalizaci ztrát na zemědělských plodinách od farmy až po vidličku a vyvíjet detekční nástroje pro identifikaci biokontaminantů, rezistence, škůdců a patogenů. Dílčí cíle zahrnují kvantifikaci, identifikaci a eliminaci rizik způsobených biokontaminanty členovců v napadených rostlinných komoditách a potravinách. Cílem je navržení technologických postupů vedoucích ke zvýšení odolnosti balených potravin a krmiv rostlinného původu před kontaminací členovci.
- kvantifikace, identifikace a eliminace rizik způsobených biokontaminanty členovců v napadených rostlinných komoditách a potravinách
- navržení technologických postupů vedoucích ke zvýšení odolnosti balených potravin a krmiv rostlinného původu před kontaminací členovci
- manipulace s roztoči pomocí patogenních, parazitický a symbiotických mikroorganismů vedoucí
k eliminaci škodlivých druhů a ozdravení prospěšných druhů roztočů pro systémy ekologického zemědělství - snížení rizika výskytu syndromu náhlého kolapsu včelstev pomocí zlepšení diagnostických metod na proteomické a genomické úrovni, které charakterizují zdravotní stav včelstva (imunokompetenci) a poskytují včasnou detekci onemocnění včelstev
- poradenství v oblasti skladištních a prachových roztočů
Kontakty na pracovníky týmu (telefon, mobil, e-mail) naleznete zde.
Bc. Vít Molva: student (doc. Hubert)
Bc. Alžběta Mikulová: student (dr. Erban)
Ester Martišková: student (dr. Erban)
Mgr. Martin Stehlík: Ph.D. student (dr. Erban)
Využití nové generace sekvenování pro diagnostiku původce moru včelího plodu Paenibacillus larvae
Mor včelího plodu, jehož původcem je sporogenní bakterie Paenibacillus larvae, patří mezi nejnebezpečnější nákazy včely medonosné (Apis mellifera). Podle právní legislativy ČR musí být napadená včelstva utracena a včelařům jsou vypláceny nemalé náhrady za vzniklé škody. Předkládaná metodika zahrnuje metodu nové generace sekvenování včetně bioinformatického zpracování a interpretace dat. Použitím této metodiky v praxi lze moru včelího plodu spolehlivě předcházet. Uvedená metoda navíc umožňuje analýzu mikrobiomu včelích dělnic, který je odrazem imunitního stavu včelstva. Zavedení tohoto moderního metodického přístupu do praxe povede ke snížení ztrát včelstev, což je v současné době významný problém v zemědělství. Význam výsledku je rovněž v didaktické oblasti, neboť postupy v metodice lze využít také při výuce. Obecně platné postupy v metodice lze aplikovat na experimenty provedené i na jiných živočiších než na včelách.
Citace:
HUBERT J., HORTOVÁ B., NESVORNÁ M., HALTUFOVÁ K., KAMLER M., TITĚRA D., ERBAN T. (2016): Využití nové generace sekvencování pro diagnostiku původce moru včelího plodu Paenibacillus larvae. Certifikovaná metodika. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha, 45 s.
| Včelí dělnice, která slouží jako přenašeč moru včelího plodu | Krona graf zobrazující složení mikrobiálního společenstva včelích dělnic |
Feces derived allergens of Tyrophagus putrescentiae reared on dried dog food and evidence of the strong nutritional interaction between the mite and Bacillus cereus producing protease bacillolysins and exo-chitinases.
Ve studii byla provedena komplexní proteomická analýza exkrementů roztoče T. putrescentiae, který patří mezi významné skladištní škůdce. Analýza exkrementů populace roztoče chovaného na psích granulích odhalila, že klíčové alergeny jsou proteolytické proteiny typu trypsin označované jako Tyr p 3, dále byly detekovány alergeny fatty acid binding proteiny Tyr p 13 a ferritin Tyr p 30. Poprvé byly v exkrementech roztoče identifikovány také bakteriální proteiny bacillolysiny (alkalické proteázy) a subtilisiny (neutrální proteázy), které patří mezi známé toxiny a mohou významně přispívat ke zdravotním rizikům. Dále byly identifikovány exo-chitinázy, vykazující podobnost s roztočovými alergeny, také původem z bakterie Bacillus cereus, které prokazují, že bakterie se živí na chitinových zbytcích z těl roztočů. Výsledky biotestů prokázaly, že bakterie B. cereus izolovaná z exkrementů T. putrescentiae slouží roztoči jako potravní zdroj, ovšem její nadměrná přítomnost v potravě potlačuje populační růst roztoče. Vyšší inhibiční efekt bakterie byl pozorován u potravy s vyšším obsahem tuků a proteinů, než u potravy s nižším obsahem těchto látek.
Citace:
ERBAN T., RYBANSKA D., HARANT K., HORTOVA B., HUBERT J. (2016): Feces Derived Allergens of Tyrophagus putrescentiae Reared on Dried Dog Food and Evidence of the Strong Nutritional Interaction between the Mite and Bacillus cereus Producing Protease Bacillolysins and Exo-chitinases. Front. Physiol. 7:53. doi: 10.3389/fphys.2016.0005
| Reprezentativní 2D-E obraz extraktů z exkrementů roztoče T. putrescentiae a psích granulí. Legenda: A: Lokalizace proteinů v exkrementech roztoče T. putrescentiae chovaného na psích granulích, B: Detail alergenního proteinu Tyr p 3, C: Lokalizace proteinů z extraktu psích granulí (kontrola). |
Účinek bakterie B. cereus (v obsahu 1 a 5 %) ve dvou nutričně odlišných dietách (WSF – špaldová mouka, DDF – rozdrcená psí granule) na populační růst roztoče T. putrescentiae |
Hodnocení vlivu xenobiotik na včely v průběhu ontogeneze metodami proteomické, metabolomické a genomické analýzy
Včela medonosná je využívána jako jeden z klíčových modelových organismů pro hodnocení rizik přípravků na ochranu rostlin na necílové organismy. V posledních letech je významná mezinárodní priorita získat exaktní metody pro hodnocení rizik agrochemikálií a jiných xenobiotik na opylovače, zejména včelu medonosnou, ale i čmeláky a samotářské včely. Tato metodika umožňuje kombinací proteomické, metabolomické a genomické analýzy různých typů vzorků včel získaných z jednoho expozičního experimentu prokázat exaktně negativní vliv xenobiotik včetně jejich metabolitů na vývoj včelího plodu, dospělé dělnice, matky, či trubce a predikovat tak další osud včelí kolonie v případě kontaminace xenobiotikem. Metodika je využitelná v oblastech státní správy, v soukromých laboratořích i ve výzkumné činnosti při hodnocení environmentálních rizik xenobiotik na necílové organismy. Aplikací metodického postupu lze do jisté míry vyloučit budoucí environmentální rizika při registraci nových přípravků a tudíž má tato metodika potenciál být využívána při testování nových látek určených na ochranu rostlin před jejich registrací.
Citace:
ERBAN T. KAMLER M., ŠULCOVÁ K., TITĚRA D., SEIFRTOVÁ M., RIDDELLOVÁ K., HUBERT J., HORTOVÁ B., HALEŠOVÁ T. (2016). Hodnocení vlivu xenobiotik na včely v průběhu ontogeneze metodami proteomické, metabolomické a genomické analýzy. Certifikovaná metodika. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha, 36 s.
| Schématické znázornění experimentu, odebíraných vzorků, analýz a výsledků |
Uhynulé včelí dělnice v důsledku otravy |
- MZE RO0417: Udržitelné systémy a technologie pěstování zemědělských plodin pro zlepšení a zkvalitnění produkce potravin, krmiv a surovin v podmínkách měnícího se klimatu
Věcná etapa 17: Xenobiotika a fyziologické interakce členovců v ochraně plodin - COST CZ LD13052: Optimalizace chovu dravých roztočů pro zkvalitnění biologické ochrany skleníků
- Kontakt LH14060: Zhodnocení významu roztoče Varroa destructor jako přenašeče entomopatogenních bakterií asociovaných se syndromem náhlého rozpadu kolonií včely medonosné (Apis mellifera).
- NAZV QJ1310085: Nové metody pro komplexní diagnostiku zdravotního stavu včelstev Apis mellifera pro prevenci chorob a zvýšení jejich fitness (2013-2017)
- NAZV QK1710228: Nové spolehlivé metody pro rutinní rozlišení kmenů a predikci rizik vzniku a šíření nákazy původce moru včelího plodu (Paenibacillus larvae). (2017 – 2021)
- GA ČR 17- 06763S: Regulují asociované bakterie v interakci s metabolity populace prachových roztočů? (2017 – 2019)
- TA ČR TH02030317: Vývoj nástrojů a pomůcek pro včasnou detekci hniloby včelího plodu. (2017 – 2020)
_______________________________________________
Webová stránka týmu byla aktualizována k 24.01.2023