Výzkumný tým 16: Sekundární metabolity rostlin v ochraně plodin
Vedoucí týmu: Ing. Roman Pavela, Ph.D.
Pracovní pozice a specializace: vědecký pracovník – entomologie, mykologie, bezpečná ochrana rostlin, biologicky aktivní látky rostlinného původu, interakce: rostlina–patogen-hmyz
Rámec a cíle výzkumu v týmu:
Výzkum biologicky aktivních látek přírodního původu se zaměřením na jejich uplatnění v ochraně rostlin proti významným škůdcům a houbovým patogenům nebo proti důležitým přenašečům chorob. Výzkum, vývoj a testování botanických pesticidů s cílem poskytnout alternativu ve formě ekologicky bezpečných přípravků. Studium synergismu účinku látek rostlinného původu a dalších jejich vlastností s cílem poznat vzájemné souvislosti a schopnosti přirozené obranyschopnosti rostlin vůči škodlivým činitelům.
Specifikace činností:
Výzkum
- výzkum účinnosti látek a jejich mechanizmu účinku na škodlivý hmyz
- výzkum účinnosti látek a jejich mechanizmu účinku na houbové patogenní organismy.
- ověřování účinnosti nově vyvinutých formulací botanických pesticidů a jejich účinných látek v in vitro a in vivo modelových systémech
- vývoj, testování a formulace botanických pesticidů a jejich ověřování v modelových podmínkách.
- studium možností využití biologicky aktivních látek jako elicitorů pro kvalitativněkvantitativní změny ve sledovaných parametrech sekundárních metabolitů u aromatických a léčivých rostlin
- studium možností využití účinných rostlinných látek jako elicitorů pro podporu přirozené obranyschopnosti pěstovaných rostlin
- výzkum insekticidní a antifungální účinnosti zkoumaných rostlinných extraktů či esenciálních olejů se zaměřením na jejich kvalitativní i kvantitativní chemické složení.
- studium synergického efektu účinných rostlinných látek
- studium interakcí: rostlina- hmyz (patogen)
- studium environmentálně bezpečné ochrany révy vinné v podmínkách ČR
- udržování populací hmyzu v rámci Národního Programu
Další činnosti
- vývoj nových diagnostických molekulárně genetických metod pro rychlou detekci patogenů rostlin
- výzkum nových alternativních metod eliminace houbových patogenů na rostlinném materiálu
Jiné činnosti (služby)
- výzkum potenciálně nových houbových patogenů v zemědělství
Další členové týmu:
Ing. Martin Žabka, Ph.D.: vědecký pracovník, zástupce vedoucího týmu, zástupce vedoucího odboru – mykologická specializace, ochrana rostlin, biologicky aktivní látky rostlinného původu.
Ing. Lucie Folejtarová
Ing. Kateřina Kováříková, Ph.D.
Jaroslava Matičková
Ing. Václav Pálek
Lenka Slámová: laborantka – podpora entomologické i mykologické části, biologické experimenty
Ing. Tereza Mištová: laborantka – uchovávání genofondu révy vinné
Iveta Slaninová
Irena Pelleová
Ing. Markéta Hrnčírová
Matěj Novák
Kontakty na pracovníky týmu (telefon, mobil, e-mail) naleznete zde.
Nejvýznamnější aktuální výsledky týmu:
Antifungální aktivita a chemické složení esenciálních olejů
Studie zkoumá účinnost 20 Eos proti Alternaria alternata, Stachybotrys chartarum, Cladosporium cladosporioides a Aspergillus niger, ve spojitosti s majoritními aktivními látkami. Byly vyhodnoceny hodnoty MIC. GCMS analýza odhalila vysokou abundanci vysoce efektivních fenolických sloučenin, jejichž molekulární struktura korelovala s rozdíly v účinnosti esenciálních olejů.
Antifungální aktivita a chemické složení esenciálních olejů
Studie zkoumá účinnost 20 Eos proti Alternaria alternata, Stachybotrys chartarum, Cladosporium cladosporioides a Aspergillus niger, ve spojitosti s majoritními aktivními látkami. Byly vyhodnoceny hodnoty MIC. GCMS analýza odhalila vysokou abundanci vysoce efektivních fenolických sloučenin, jejichž molekulární struktura korelovala s rozdíly v účinnosti esenciálních olejů.
Citace:
Žabka, M., Pavela, R., Prokinová, E., 2014. Antifungal activity and chemical composition of twenty essential oils against significant indoor and outdoor toxigenic and aeroallergenic fungi. Chemosphere 112, 443-448.
Žabka, M., Pavela, R., Prokinová, E., 2014. Antifungal activity and chemical composition of twenty essential oils against significant indoor and outdoor toxigenic and aeroallergenic fungi. Chemosphere 112, 443-448.
Akutní, synergický a antagonistický efekt aromatických sloučenin
Účinnost 30 aromatických látek a jejich vzájemných binárních kombinací byla testována na akutní toxicitu larev Spodoptera littoralis. Celkem bylo testováno 435 binárních kombinací, z nichž 135 vykázalo významný synergický účinek a 150 významný antagonistický účinek na mortalitu. Pouze 6 látek vytvořilo synergický efekt současně s více než 20 látkami: ?-terpinen, limonen, p-cymen, trans-anetholu, borneol a kafr. Nejčastější antagonistický účinek vytvořily L-karvon a kyselina galová.
Účinnost 30 aromatických látek a jejich vzájemných binárních kombinací byla testována na akutní toxicitu larev Spodoptera littoralis. Celkem bylo testováno 435 binárních kombinací, z nichž 135 vykázalo významný synergický účinek a 150 významný antagonistický účinek na mortalitu. Pouze 6 látek vytvořilo synergický efekt současně s více než 20 látkami: ?-terpinen, limonen, p-cymen, trans-anetholu, borneol a kafr. Nejčastější antagonistický účinek vytvořily L-karvon a kyselina galová.
Citace:
Pavela, R., 2014. Acute, synergistic and antagonistic effects of some aromatic compounds on the Spodoptera littoralis Boisd. (Lep., Noctuidae) larvae. Industrial Crops and Products 60, 247-258.
Pavela, R., 2014. Acute, synergistic and antagonistic effects of some aromatic compounds on the Spodoptera littoralis Boisd. (Lep., Noctuidae) larvae. Industrial Crops and Products 60, 247-258.
Insekticidní vlastnosti extraktů z různých rostlin
Účinnost esenciálního oleje získaného ze semen Pimpinella anisum a jeho majoritní látky – trans-anetholu, byla testována na vajíčka, larvy a dospělce Culex quinquefasciatus. Zatímco nebyla zjištěna žádná účinnost na mortalitu vajíček, ale ostatní testovaná stádia byla velmi citlivá na silice a trans-anethol. Na základě výsledků této studie doporučujeme esenciální oleje z Pimpinella anisum jako vhodnou účinnou látku pro vývoj nových botanických insekticidů.
Další studie se věnuje odhadu působení přípravků na bázi oleje Pongamia pinnata na životní cyklus (přežití, plodnost) Myzus persicae (Sulzer).
Určili jsme rovněž účinnost extraktů z Ailanthus altissima, které byly získány za použití rozpouštědel různé polarity, na akutní a chronickou toxicitu, antifeedantní účinnost a inhibici růstu larev Spodoptera littoralis.
Účinnost esenciálního oleje získaného ze semen Pimpinella anisum a jeho majoritní látky – trans-anetholu, byla testována na vajíčka, larvy a dospělce Culex quinquefasciatus. Zatímco nebyla zjištěna žádná účinnost na mortalitu vajíček, ale ostatní testovaná stádia byla velmi citlivá na silice a trans-anethol. Na základě výsledků této studie doporučujeme esenciální oleje z Pimpinella anisum jako vhodnou účinnou látku pro vývoj nových botanických insekticidů.
Další studie se věnuje odhadu působení přípravků na bázi oleje Pongamia pinnata na životní cyklus (přežití, plodnost) Myzus persicae (Sulzer).
Určili jsme rovněž účinnost extraktů z Ailanthus altissima, které byly získány za použití rozpouštědel různé polarity, na akutní a chronickou toxicitu, antifeedantní účinnost a inhibici růstu larev Spodoptera littoralis.
Citace:
Pavela, R., 2014. Insecticidal properties of Pimpinella anisum essential oils against the Culex quinquefasciatus and the non-target organism Daphnia magna. Journal of Asia-Pacific Entomology 17 (3), 287-293.
Stepanycheva, E.A., Petrova, M.O., Chermenskaya, T.D., Pavela, R., 2014. Prospects for the Use of Pongamia pinnata Oil-Based Products against the Green Peach Aphid Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae). Psyche: A Journal of Entomology
Pavela, R., Žabka, M., Tylová, T., Kresinová, Z., 2014. Insecticidal activity of compounds from ailanthus altissima against spodoptera littoralis larvae. Pakistan Journal of Agricultural Sciences 51 (1), 101-112.
Limity rostlinných biopesticidů
Přestože botanické insekticidy (BIS) nikdy nemůžou zcela nahradit množství vyrobených syntetických insekticidů, mohou významně přispět k řešení problémů spojených s jejich používáním. Používání BIS podporují tři nejdůležitější argumenty: bezpečnost životního prostředí, nízká nebo žádná toxicita k obratlovcům a prevence vzniku rezistence. Výše uvedené vlastnosti BIS jsou důvodem, proč se usiluje o další výzkum a vývoj v této oblasti, který povede k dalšímu rozšíření a praktickému využití těchto produktů. Navzdory tomu existují některé limitující faktory, které jsou spojeny s BIS a které brání jejich širšímu využití. Publikace se snaží kriticky shrnout výhody a nevýhody botanických insekticidů, včetně hlavních faktorů, které představují omezení jejich praktického využití.
Přestože botanické insekticidy (BIS) nikdy nemůžou zcela nahradit množství vyrobených syntetických insekticidů, mohou významně přispět k řešení problémů spojených s jejich používáním. Používání BIS podporují tři nejdůležitější argumenty: bezpečnost životního prostředí, nízká nebo žádná toxicita k obratlovcům a prevence vzniku rezistence. Výše uvedené vlastnosti BIS jsou důvodem, proč se usiluje o další výzkum a vývoj v této oblasti, který povede k dalšímu rozšíření a praktickému využití těchto produktů. Navzdory tomu existují některé limitující faktory, které jsou spojeny s BIS a které brání jejich širšímu využití. Publikace se snaží kriticky shrnout výhody a nevýhody botanických insekticidů, včetně hlavních faktorů, které představují omezení jejich praktického využití.
Citace:
Pavela, R., 2014. Limitation of Plant Biopesticides. Advances in Plant Biopesticides, 347-359.
Řešené projekty:
- MZE RO0414: Udržitelné systémy a technologie pěstování zemědělských plodin pro zlepšení a zkvalitnění produkce potravin, krmiv a surovin v podmínkách měnícího se klimatu
Věcná etapa 16: Výzkum rostlinných sekundárních metabolitů s potenciálem využití proti škůdcům a patogenům v ochraně rostlin. - NAZV QJ1510160: Nové technologie získávání biologicky aktivních látek z léčivých a aromatických rostlin jako zdrojů účinných látek botanických pesticidů a potravinových doplňků
- TA04020103: Vývoj nových, environmentálně bezpečných přípravků na ochranu rostlin
Webová stránka týmu byla aktualizována k 12.04.2015______________________________________________