.Stručný sylabus předmětu
1. Historie a metodologie rostlinných biotechnologií prvé generace : od buněčné teorie po přímý genový přenos.
Zdeněk Opatrný Přírodovědecká fakulta UK Praha
Biotechnologie prvé generace ? explantátové ozdravování, množení a šlechtění rostlin.
Hormonální a non- hormonální regulace organogeneze a embryogeneze, mechanizmy a limity růstové, regenerační a produkční kompetence.
Buněčné linie jako experimentální modely v biomedicíně. Velkokapacitní kultivace v tekutých mediích.
Principy a postupy ozdravování in vitro. Aseptické x axenické kultivace, směsné kultury.
Základní množitelské technologie. Mikrotuberizace. Umělá semena.
Principy explantátového šlechtění , mutageneze a selekce in vitro, somaklonální variabilita.
Vzdálená hybridizace oplození in vitro.
Somatická hybridizace, cybridizace, přenosy organel.
2. Základy šlechtění rostlin předgenomické a postgenomické éry
Petr Smýkal Agritec Šumperk s.r.o.
Historie šlechtění rostlin. Genetická diverzita ? metody studia, význam diversity a genofondové sbírky.
Domestifikace kulturních rostlin v kontextu molekulární biologie, bottleneck, genetický drift. Základy
klasické šlechtitelské práce ? výběr, křížení, mutageneze, samosprašnost, cizosprašnost,
inkompatibilita.
Polyploidie u kulturních rostlin. Rostlinný genom ? C-value paradox, velikost versus počet genů.
Somatická variabilita-testování genetické stability in vitro kultur (repetetivní sequence,
retrotransposony a metylace DNA), příklady využití ve šlechtění.
Genomika ? znalost genetické informace v kontextu syntenie a kolinearity ? přenos poznatků
z modelových na pěstované plodiny.
Indukce dihaploidů in vitro ? získání a testování homozygotního materiálu.
Cytoplasmatická samčí sterilita, využití, molekulární detekce.
Heterózní efekt (F1 hybridi), kombinační schopnost.
DNA markery ? marker assisted breeding (MAS), principy, příklady. Pyramidovaní genů
Breeding by
Design. Rezistence k chorobám a škůdcům.
Mutagenese- molekulární identifikace mutantů ? TILLING.
Transgenose, cisgenose rostlin ? současnost a budoucnost.
3. Metodologie přípravy transgenních rostlinných buněk a organizmů: genový přenos, selekce, analytika stability inserce a exprese. Inserční mutageneze. Silencing.
Lukáš Fischer Přírodovědecká fakulta UK Praha
Definice geneticky modifikovaných organismů, stabilní x transientní transformace.
Omezení přenosu genů mezi různými organismy, genetický kód, regulační sekvence.
Metody vnášení DNA do rostlinných buněk ? transformace pomocí agrobaktéria a balistické metody;
principy metod, použití, výhody a limitace.
Principy přípravy geneticky modifikovaných rostlin ? transformace somatických buněk, indukce tvorby
kalusu, získání transformovaných rostlin organogenezí či somatickou embryogenezí; transformace
generativních buněk A. thaliana. Selekční a reportérové geny.
Analýzy transgenních rostlin ? určení místa inzerce, počtu kopií transgenu, hladiny transkriptu a
proteinu. Stabilita exprese transgenů ? silencing, mechanismy umlčování exprese na posttranskripční
a transkripční úrovni.
Využití geneticky modifikovaných rostlin pro výzkum ? identifikace genů na základě fenotypového
projevu (inzerční mutageneze, aktivační mutageneze, promotor-trap konstrukty), zvyšování a
snižování exprese studovaných genů, fúze reportérových genů s promotorem či kódující sekvencí
studovaného genu, databáze mutantů
A. thaliana s inzerčně inaktivovanými geny.
4. Transgenoze mimojaderná (plastidy, mitochondrie) : metodologie, aplikace
Jindřich Bříza Ústav molekulární biologie rostlin AV
Jihočeská univerzita České Budějovice
Principy a historie ?mimojaderné? transgenóze.
Transgenóze plastidová (pt DNA přenos), její výhody proti transgenózi jaderné.
Používané selekční systémy, regulační sekvence plastidových transformačních vektorů.
Transaktivace plastidových transgenů, eliminace selekčních transgenů z ptDNA.
Příklady využití rostlin s transgenní ptDNA ? zemědělská produkce, biofarmaceutika.
Transgenóze mitochondriální DNA ? metody, limity.
5. Aplikace transgenních technik v přípravě rostlin tolerantních/resistentních vůči biotickým stresorům
Zdeněk Opatrný Přírodovědecká fakulta UK Praha
Herbicid ? tolerantní (HT) plodiny. Historie, příklady, příprava, přínosy, potenciální
rizika ? zdravotní, ekologická, ekonomická
Mezidruhová konkurence v přirozených ekosystémech ? alelopatie, parazitismus. Invazní rostliny.
Člověk jako iniciátor vzniku ?plevelů?. Strategie herbicidní aplikace, herbicidy selektivní a totální.
Spontánní selekce herbicid ?rezistentních plevelů.
Historie přípravy transgenních HT plodin ? principy, strategie využití
Mýtus vzniku/rizik superplevelů.
Virus ? resistentní GM plodiny. GM strategie v přípravě rostlin resistentních
k bakteriálním či houbovým patogenům.
Insekt ? resistentní (IR) plodiny. Historie, příklady, příprava, přínosy, potenciální rizika ?
zdravotní, ekologická, ekonomická
Přirozené mechanizmy obrany/ochrany rostlin vůči hmyzím škůdcům.
Přímé a nepřímé důsledky poškození rostlin ? problematika mykotoxinů.
Strategie využití klasických insekticidů a bioinsekticidů (včetně bakteriálních toxinů, zejm. Bacillus
thuringiensis ), alternativní způsoby a účinnost biologické ochrany (bakterie, roztoči, vosičky ..)
Transgenní Bt plodiny ? historie, typy, aplikační rozšíření. Specifita účinku, cílové organizmy.
Alternativní IR strategie ? transgenní rostliny s cizorodými geny proteázových inhibitorů, transgenní
rostliny exprimující cizorodé lektiny. Použití, limity, rizika.
6. GM plodiny odolné vůči abiotickým stresorům. GM plodiny v ozdravování životního prostředí. Fyto- a rhizoremediace.
Tomáš Macek Ústav organické chemie a biochemie AV
Vysoká škola chemicko-technologická Praha
Civilizační znečištění půdy a vod ? možnosti a limity konvenční ?remediace?.
Bioalternativy : mikrobiální remediační systémy. GM mikroorganizmy.
GM plodiny a strategie fyto-či rhizoremediace.
GM rostliny v nápravě kontaminace.
GM rostliny v prevenci kontaminace.
7. Biopotraviny a biofortifikované potraviny: teorie a limity ekologického zemědělství, principy udržitelného zemědělství
ekozemědělec/specialista
Principy strategie ?organického/ekologického? zemědělství ? aspekty sociologické, psychologické,
ekonomické a biologické.
Zdeněk Opatrný Přírodovědecká fakulta UK Praha
Biofortifikované potraviny: principy, příklady (proteiny, AK, tuky, vitaminy,bioaktivní látky, stopové
prvky)
.
8. Molekulární farmářství
David Honys Ústav experimentální botaniky AV Praha
High-throughput? technologie, ?omiky; definice, klasifikace, využití
Molekulární farmaření; výklad pojmu, potřebná metodologie, rozdělení podle použití produktů
Syntéza produktů rostlinám vlastních; modifikované lipidy a sacharidy, produkty sekundárního
metabolismu
Syntéza cizorodých produktů; bioplasty, bílkoviny ? protilátky
Produkce farmaceutik; syntéza vakcín proti spalničkám, dětské cukrovce, chorobám srdce a cév,
některým nádorovým onemocněním, Crohnově chorobě a dalším
Rostliny ? bioreaktory; tabák, brambor, rajče, vojtěška, hrách, sója, salát, len, mrkev, okřehek,
světlice, pšenice, ječmen, kukuřice, banánovník, rýže, mech Physcomitrella patens
9. GM živočichové a GM plodiny jako krmiva, potraviny, léčiva: přínosy a rizika.
Jaroslav Petr Výzkumný ústav živočišné výroby/ Česká zemědělská univerzita Praha
a hoc novelizace přednášky
11. Legislativa GMO v ČR ve vztahu k EU ? historie, současný stav a perspektivy.
Marie Křístková Ministerstvo zemědělství ČR
Různé typy nakládání s GMO vyplývající z legislativní terminologie.
Princip předběžné opatrnosti ve vztahu k nakládání s GMO.
Právní předpisy v oblasti GMO na úrovni EU.
Národní právní předpisy v oblasti GMO.
Problematika označování a sledovatelnosti, příp. zpětné dohledatelnosti GMO ve výrobním řetězci.
Problematika koexistence různých typů zemědělské produkce (konvenční, ekologické a
biotechnologické zemědělství).
12. Diskuse u kulatého stolu
s bezprostřední návazností na výše uvedená témata i s dalšími vstupy posluchačů
Zdeněk Opatrný a kolektiv
květen 2012 Opatrný Zdeněk
Last update: Konrádová Hana, RNDr., Ph.D. (15.03.2019)