Grupa Badawcza Interakcji Roślin z Mikroorganizmami

Lider grupy

 

  Dr Piotr Rozpądek

  T: +4812 664 6108

  E: piotr.rozpadek@uj.edu.pl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zespół badawczy

  • Dr Piotr Rozpądek - lider grupy
    piotr.rozpadek@uj.edu.pl
    T: 12664 6108
  • Dr inż. Rafał Ważny
    rafal.ważny@uj.edu.pl
    T: 12664 6108
  • Mgr Martyna Janicka
    martyna.janicka@uj.edu.pl
    T: 12664 6118
  • Mgr Marta Śliwa 
    martajolanta.sliwa@student.uj.edu.pl
    T: 12664 6118
  • Mgr Weronika Janas
    weronika.janas@uj.edu.pl
    T: 12664 6118
  • Mgr Agnieszka Domka
    agnieszka.domka@doctoral.uj.edu.pl
    T: 12664 6118
  • Dr inż. Roman Jędrzejczyk
    roman.jedrzejczyk@uj.edu.pl
    T: 12664 6118

Działalność badawcza grupy

Grupa badawcza Interakcji Roślin z Mikroorganizmami rozpoczęła działalność w Małopolskim Centrum Biotechnologii w 2014 r. Specjalizujemy się w badaniach nad mechanizmami mutualistycznych interakcji pomiędzy roślinami i ich symbiontami oraz w zastosowaniu mikroorganizmów w bioremediacji terenów zanieczyszczonych metalami toksycznymi oraz w zrównoważonym rolnictwie. Nasza działalność oparta jest na ścisłej współpracy z grupą badawczą prof. Katarzyny Turnau, działającą w Instytucie Nauk o Środowisku UJ.

Obecnie, prowadzone badania realizowane są w ramach 3 projektów badawczych i dotyczą następujących zagadnień:
 
1. Rekultywacja terenów zanieczyszczonych metalami ciężkimi z wykorzystaniem opracowywanych w laboratorium konsorcjów roślinno-grzybowych o zwiększonej tolerancji na działanie niekorzystnych czynników środowiskowych (Projekt MAESTRO „Endofity roślin jako nowe narzędzie fitoremediacji”). Przedmiotem szczególnego zainteresowania są:
a. Mechanizm wzrostu włośników korzeniowych, szczególnie roli etylenu, auksyny i strigolaktonu oraz sygnalizacji zależnej od tych hormonów w aktywowanej grzybem elongacji włośników,
b. Indukowane symbiozą zmiany w pobieraniu i dystrybucji nutrientów i metali, 
c. Rola strigolaktonu w determinacji charakteru interakcji (pasożytnictwo/mutualizm) pomiędzy rośliną i grzybem.
 
Rys. Schemat ilustrujący metodę opracowania  konsorcjów stosowanych w bioremediacji i rolnictwie. Układy te charakteryzują się zwiększoną tolerancją na działanie niekorzystnych czynników środowiskowych
 
Rys. Schemat ilustrujący metodę opracowania  konsorcjów stosowanych w bioremediacji i rolnictwie. Układy te charakteryzują się zwiększoną tolerancją na działanie niekorzystnych czynników środowiskowych 
 
 

Rys. Znakowany GFP (ang. green fluorescent protein) grzyb endofityczny Mucor sp. w komórkach korzenia Arabidopsis arenosa z hałdy „Bolesław” (okolice Krakowa)

2. W obszarze rolnictwa zrównoważonego realizowany jest projekt pt. „Opracowanie technologii biotyzacji do komercyjnej, ekologicznej produkcji owoców jagodowych (NCBiR) we współpracy z przedsiębiorstwem produkcji sadzonek roślin „Niwa”. Podstawowym celem projektu jest opracowanie technologii biotyzacji sadzonek borówki amerykańskiej, maliny oraz jeżyny organizmami symbiotycznymi jako alternatywy dla tradycyjnych, nieekologicznych metod uprawy, wykorzystujących intensywne nawożenie mineralne oraz chemiczne środki ochrony roślin. W ramach projektu badana jest również korelacja pomiędzy wydajnością fotosyntezy (biotyzowane rośliny rosną szybciej) a zmianami w strukturze kompleksów barwnikowo-białkowych aparatu fotosyntetycznego roślin.

 

Rys. (A) sadzonka borówki, (B) fluorescencja chlorofilu a  - Arabidopsis thaliana

3. Projekt pt. „Rozwój rolniczego pozyskiwania niklu na terenach ultramaficznych Europy” ma na celu stworzenie „agroekosystemów” na terenach o podwyższonej zawartości niklu, co pozwoli zwiększyć wydajność pozyskiwania tego metalu z podłoża. Projekt jest realizowany w konsorcjum zrzeszającym 7 liderów badań fitowydobycia (phytomining) w Europie oraz przedsiębiorstw działających w obszarze przemysłu Ni. Badania prowadzone w laboratorium mają na celu:
a. Zwiększenie wydajności akumulacji Ni w częściach nadziemnych roślin przy pomocy grzybów endofitycznych,
b. identyfikację gatunków grzybów o potencjalnym znaczeniu w bioremediacji terenów zanieczyszczonych,
c. określenie dziedzicznych i niedziedzicznych mechanizmów hiperakumulacji Ni.
Dodatkowo, w ramach współpracy z przedsiębiorstwami zrealizowane zostały 4 projekty aplikacyjne. Projekty te dotyczyły m.in. opracowania i oceny efektywności szczepionek mykoryzowych w uprawie warzyw i zbóż, analiz mikrobiologicznych dzieł sztuki wraz z opracowaniem metod ich ochrony przed czynnikami biologicznymi oraz identyfikacji molekularnej szczepów grzybów ektomykoryzowych do produkcji szczepionki komercyjnej dla drzew.

Granty realizowane w grupie badawczej

a) MAESTRO (NCN): Endofity jako nowe narzędzie fitoremediacji,
b) TANGO (NCBR): Opracowanie technologii biotyzacji do komercyjnej, ekologicznej produkcji owoców jagodowych,
c) ERA-NET (NCBR): Developing Ni agromining on ultramafic land in Europe,
d) OPUS (NCN): Czy remediacja kadmu zależy od typu metabolizmu fotosyntetycznego?

Publikacje

  1. Jodłowski P.J., Jędrzejczyk R.J., Chlebda D, Gierada M., Łojewska J. 2017; In situ spectroscopic studies of methane catalytic combustion over Co, Ce, and Pd mixed oxides deposited on a steel surface; Journal of Catalysis, 350:1–12
  2. Jodłowski P., Jędrzejczyk R.; Garncarczyk A.; Łojewska J.; Kołodziej A. 2017. New method of determination of intrinsic kinetic and mass transport parameters from typical catalyst activity tests: problem of mass transfer resistance and diffusional limitation of reaction rate; Chemical Engineering Science, 162:322–331
  3. Ważny R., Kowalski S. 2017. Ectomycorrhizal fungal communities of silver-fir seedlings regenerating in fir stands and larch forecrops. Trees, DOI 10.1007/s00468-016-1518-y
  4. Rozpadek, P., Wezowicz, K., Stojakowska, A., Malarz, J., Surówka, E., Sobczyk, T., Anielska, T., Wazny, R., Miszalski, Z., Turnau, K. 2014. Mycorrhizal fungi modulate phytochemical production and antioxidant activity of Cichorium intybus L. (Asteraceae) under metal toxicity. Chemosphere, 112:217-224.
  5. Rozpadek P., Wezowicz K., Nosek M., Wazny R., Tokarz K., Lembicz M., Miszalski Z., Turnau K. 2015. The fungal endophyte Epichloe typhina improves photosynthesis efficiency of its host orchard grass (Dactylis glomerata). Planta, 242/ 4:1025-1035. 
  6. Wężowicz K., Turnau K., Anielska T., Zhebrak I., Gołuszka K., Błaszkowski J., Rozpadek P. 2015. Metal toxicity differently affects the Iris pseudacorus-arbuscular mycorrhiza fungi symbiosis in terrestrial and semi-aquatic habitats. Environmental Science and Pollution Research. 1-8.
  7. Rozpadek P., Nosek M., Slesak I., Kunicki E., Dziurka M., Miszalski Z. 2015, Ozone fumigation increases the abundace of nutrients in Brassica vegetables: broccoli (Brassica oleracea var.italica) and Chinese cabbage (Brassica pekinensis), European Food Research Technol. 240, 459-462
  8. Libik-Konieczny M., Kozieradzka-Kiszkurno M., Desel Ch., Michalec-Warzecha Ż. Miszalski Z., Konieczny R. 2015. The localization of NADPH-oxidase and reactive oxygen species in in vitro-cultured Mesembryanthemum crystallinum L. hypocotyls discloses their differing roles in rhizogenesis, Protoplasma 252, 477-487
  9. Kocurek, M., Kornas, A., Pilarski J., Tokarz K., Lüttge U., Miszalski Z. 2015. Photosynthetic activity of stems in two Clusia species. Trees 29,1029-1040
  10. Nosek M., Rozpadek P., Kornas A., Kuzniak E., Miszalski Z. 2015, Veinal-mesophyll interaction under biotic stress, J. Plant Physiol. 185:52-56
  11. Nosek M., Kornas A., Kuzniak E., Miszalski Z. 2015. Plastoquinone pool redox state modifies plant response to pathogen, Plant Physiol. Biochem. 96, 163-170 
  12. Kwiatkowska, M., Ważny, R., Turnau, K., Wójcik, A. 2016. Fungi as deterioration agents of historic glass plate negatives of Brandys family collection. International Biodeterioration and Biodegradation. 115: 133-140.
  13. Rozpadek, P., Rapała-Kozik, M., Wezowicz, K., Grandin, A., Karlsson, S., Wazny, R. Anielska, T., Turnau, K. 2016. Arbuscular mycorrhiza improves yield and nutritional properties of onion (Allium cepa). Plant Physiology and Biochemistry. 107: 264-272. 
  14. Kryca J., Iwaniszyn M., Piątek M., Jodłowski P. J., Jędrzejczyk R., Pędrys R., Wróbel A., Łojewska J., Kołodziej A., 2016. Structured Foam Reactor with CuSSZ-13 Catalyst for SCR of NOx with Ammonia, Top. Catal.
  15. Jodłowski P. J., Jędrzejczyk R. J., Chlebda D., Tyczkowski J., Kryca J., Kołodziej A., and Łojewska J., 2016. Structure effects on activity of plasma deposited cobalt oxide catalysts for VOC combustion, Top. Catal., pp. 1-8,
  16. Jodłowski P. J., Chlebda D., Piwowarczyk E., Chrzan M., Jędrzejczyk R. J., Sitarz M., Węgrzynowicz A., Kołodziej A., Łojewska J., 2016. In situ and operando spectroscopic studies of sonically aided catalysts for biogas exhaust abatement,” J. Mol. Struct., Volume 1126, Pages 132–140,
  17. Ważny R. 2014. Ectomycorrhizal communities associated with silver fir seedlings (Abies alba Mill.) differ largely in mature silver fir stands and in Scots pine forecrops. Annals of Forest Science, 71(7):801-810
  18. Pajdak-Stós A., Ważny R., Fiałkowska E. 2016. Can a predatory fungus (Zoophagus sp.) endanger the rotifer populations in activated sludge? Fungal Ecology 23:75-78 
  19. Halama M., Ważny R., Czosnykowska-Łukacka M., Dobosz T. 2016. Tricholoma ustaloides (Agaricales, Basidiomycota) in Poland. Polish Botanical Journal 61(1): 173–180
  20. Grodzki W., Starzyk J.R., Kosibowicz M., Ważny R. 2016. Parazytoidy i drapieżce owadów kambio- i ksylofagicznych oraz patogeny grzybowe na osłabionych i zamierających jodłach Abies alba Mill. w Pienińskim Parku Narodowym. Pieniny – Przyroda i Człowiek 14: 101–118
  21. Kuzniak E, Kornas A, Kazmierczak A, Rozpądek P, Nosek M, Kocurek M, Zellnig G, Muller M; Miszalski Z (2016) Photosynthesis-related characteristics of the midrib and the interveinal lamina in leaves of the C-3-CAM intermediate plant Mesembryanthemum crystallinum. Annals of Botany 117, 7: 1141-1151
  22. Slesak I, Slesak H, Zimak-Piekarczyk P, Rozpądek P (2016) Enzymatic Antioxidant Systems in Early Anaerobes: Theoretical Considerations Astrobiology 16: 5: 348-358 
  23. Ruytinx J, Elena Martino E, Rozpądek P, Daghino S, Turnau K, Colpaert J, Perotto S (2016) Homeostasis of trace elements in mycorrhizal fungi. In: Molecular Mycorrhizal Symbiosis ED Martin F; John Wiley & Sons, Inc 276-298

Zgłoszenia patentowe i patenty

  1. Jędrzejczyk R., Jodłowski P., Chlebda D., Dziedzicka A., 2016. Sposób wytwarzania na metalicznym podłożu warstwy katalitycznego nośnika z tlenku cyrkonu(IV), nr P.418768
  2. Jodłowski P., Jędrzejczyk R., Chlebda D., Dziedzicka A., 2016. Sposób otrzymywania katalizatora tlenkowego, nr UPRP: P.417276
  3. Łojewska J., Łojewski T.,. Thomas Jacob L, Jędrzejczyk R. J., Pawcenis D., Milczarek J., Gil B., Kołodziej A., Turnau K., 2015. Modified nanocomposite material, method for its production and its application, PCT/IB2015/053408
  4. Łojewska J., Łojewski T., Thomas Jacob L., Jędrzejczyk R. J., Pawcenis D., Milczarek J., Gil B., Turnau K., Kołodziej A., 2015. Modyfikowany materiał nanokompozytowy, sposób jego wytwarzania oraz zastosowanie, zgłoszenie patentowe, a) KRAJ: nr UPRP: P.411409 b) MIĘDZYNARODOWE: [WIPO ST 10/C PL411409