VYUŢITÍ GENETICKY MODIFIKOVANÝCH ROSTLIN PRO REMEDIACI KONTAMINOVANÝCH ZEMIN

Podobné dokumenty
Transgenní rostliny využitelné ve fytoremediacích

Transformace chlorbenzoových kyselin rostlinnými buňkami

FYTOREMEDIACE LÉČIV A JEJICH REZIDUÍ

STUDIE GENOMON VÝSKYT GENETICKY MODIFIKOVANÝCH POTRAVIN V TRŽNÍ SÍTI V ČR V ROCE M. Mendlová, V. Ostrý, J. Ruprich

Abiotický stres - sucho

Příloha č. 1: Vstupní soubor dat pro země EU 1. část

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

GMO. Ing. Bc. Zuzana Stratilová. Odbor bezpečnosti potravin, Ministerstvo zemědělství

AEROBNÍ MIKROORGANISMY UMOŽŇUJÍCÍ BIOREMEDIACI PŮDNÍ MATRICE KONTAMINOVANÉ TCE, DCE

Monitorování hladiny metalothioneinu a thiolových sloučenin u biologických organismů vystavených působení kovových prvků a sloučenin

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Dosavadní zapojení subjektů ČR do výzev WIDESPREAD. Informační den v oblasti Šíření excelence a podpora účasti v programu Horizont 2020

Gabriela Šedivcová ENVISAN-GEM, a. s. Biotechnologická divize, Radiová 7, Praha 10 Česká zemědělská univerzita v Praze Kamýcká 129, Praha 6

Ceník přepravce BALIKSERVIS Doba přepravy

OBSAH. ČÁST VII.: TECHNOLOGIE A BIOTECHNOLOGIE PRO LIKVIDACI POPs

Digitální učební materiál

Fytoremediace I. Petr Soudek Laboratoř rostlinných biotechnologií Ústav experimentální botaniky Akademie věd České Republiky

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Školení GMO Ústav biochemie a mikrobiologie

Tématické okruhy pro státní záv rečné zkoušky

THE PREPARATION OF PLANTS VECTORS WITH HISCUP GENE AND TRANSFORMATION OF FLAX PŘÍPRAVA ROSTLINNÝCH VEKTORŮ S GENEM HISCUP A TRANSFORMACE LNU SETÉHO

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Školení GMO Ústav biochemie a mikrobiologie

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

Všeobecné poznámky. A. Ustanovení úmluv sociálního zabezpečení zůstávající v platnosti bez ohledu na článek 6 Nařízení. (Článek 7 (2) (c) Nařízení.

ÚSTAV LÉKAŘSKÉ CHEMIE A BIOCHEMIE

*+, -+. / 0( & -.7,7 8 (((!# / (' 9., /,.: (; #< # #$ (((!# / "

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Bioremediace půd a podzemních vod

Nové směry v rostlinných biotechnologiích

Právní úprava nakládání s geneticky modifikovanými organismy změna je nutná

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

BÍLKOVINY HLÍZ BRAMBOR

Síra. Deficience síry: řepka. - 0,2-0,5% SH, nedostatek při poklesu obsahu síranů pod 0,01% SH

VYUŽITÍ ROSTLIN K ELIMINACI XENOBIOTIK Z ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ

Chemie životního prostředí III Pedosféra (07) Znečištění půd

II. Veřejně dostupné služby v mobilních sítích elektronických komunikací

Bunka a bunecné interakce v patogeneze tkánového poškození

spolupráce Vás zve na seminář: Abstrakt potenciál oblasti číslem k financování. projektu aplikacích. nicméně zůstává z důvodu administrativních

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

SPOTŘEBNÍ DAŇ V EU. Michaela Boučková, Tereza Máchová

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE 3. LÉKAŘSKÁ FAKULTA (tématické okruhy požadavků pro přijímací zkoušku)

Státní zřízení: konstituční monarchie. Návrh: EPP-ED S&D ALDE ZELENÍ/EFA ECR GUE/NGL EFD NEZ.

Financování VVŠ v ČR

Libor Hájek, , Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum, Přírodovědecká fakulta, Šlechtitelů 27, Olomouc

Fytoremediace I. Úvod. Petr Soudek

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Organizace a kontrola pěstování GM plodin v ČR. Ing. Jana Trnková MZe, odbor rostlinných komodit

Kontexty porodnosti v České republice a Praze

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

PŘÍLOHA V (CENY SLUŽEB ELEKTRONICKÝCH KOMUNIKACÍ)

PŘÍLOHA SDĚLENÍ KOMISE EVROPSKÉMU PARLAMENTU A RADĚ

Těžké kovy ve vodních rostlinách

Izolace RNA. doc. RNDr. Jan Vondráček, PhD..

Legislativa v ČR i zahraničí

Minerální výživa na extrémních půdách. Půdy silně kyselé, alkalické, zasolené a s vysokou koncentrací těžkých kovů

Analytické podklady pro politiku VaVaI

Vliv selenu na metabolismus laboratorního potkana

Dusík. - nejdůležitější minerální živina (2-5% SH)

Enzymy charakteristika a katalytický účinek

PROVÁDĚCÍ ROZHODNUTÍ KOMISE

Ceny energií a vliv POZE na konkurenceschopnost průmyslu

Mediánový věk populace [demo_pjanind] 41,1 40,8 41,0 40,6 40,4 40,3 40,2 40,0

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Vývoj demografické struktury obyvatelstva v zemích EU. Tomáš Fiala Jitka Langhamrová Katedra demografie Fakulta informatiky a statistiky VŠE Praha

Dekompozice, cykly látek, toky energií

Molekulární biotechnologie č.12. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny.

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

ROZHODNUTÍ KOMISE. ze dne ,

Fakulta životního prostředí v Ústí nad Labem. Pokročilé metody studia speciace polutantů. (prozatímní učební text, srpen 2012)

PŘÍLOHA 2 SLUŽBY A CENY. mezi společnostmi. Air Telecom s.r.o., nástupce OLO

Izolace, separace a detekce proteinů a nukleových kyselin a jejich význam VOJTĚCH ADAM

Postavení českého trhu práce v rámci EU

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

THE USE OF GENETICALLY MODIFIED PLANTS FOR REMEDIATION OF CONTAMINATED SOILS

Studium degradačních změn PCB v závislosti na vnějších podmínkách

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

INOVAČNÍ AKTIVITY PODNIKŮ V LETECH

Jak a kde získat finance na studium v Evropě?

ZPRACOVÁNÍ KALŮ V CIRKULÁRNÍ EKONOMICE. Pavel Jeníček VŠCHT Praha Ústav technologie vody a prostředí

Financování VVŠ v ČR

Využití metagenomiky při hodnocení sanace chlorovaných ethylenů in situ Výsledky pilotních testů

Lactobacillus brevis kazit pivo

POŽADAVKY NA KVALITU SUROVIN PRO WELLNESS GASTRONOMII

Dědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování

PŘÍLOHA 2 SLUŽBY A CENY. mezi společnostmi. Air Telecom a.s. OLO

Geneticky modifikované potraviny a krmiva

Business index České spořitelny

OBORU MINERÁLNÍ BIOTECHNOLOGIE

ODPADNÍ VODY ODPADNÍ VODY. další typy znečištění. Ukazatele znečištění odpadních vod. přehled znečišťujících látek v odpadních vodách

RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D.

Postavení českého trhu práce v rámci EU

Mendělejevova tabulka prvků

PREPARATION OF TRANSGENIC FLAX WITH YEAST GENE FOR INCREASING HEAVY METAL ACCUMULATION

EURES. Vaše práce v Evropě. Evropské sluţby zaměstnanosti EURopean Employment Services

Tisková konference, Český statistický úřad, 14. února 2012, Praha

11979 H: Aktu o podmínkách přistoupení a o úpravách smluv přistoupení Řecké republiky (Úř. věst. L 291, , s. 17),

Transkript:

VYUŢITÍ GENETICKY MODIFIKOVANÝCH ROSTLIN PRO REMEDIACI KONTAMINOVANÝCH ZEMIN Martina Nováková, Martina Macková, Jan Fišer, Jáchym Šuman, Veronika Kurzawová, Tomáš Macek suram@vscht.cz Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta potravinářské a biochemické technologie Společná laboratoř VŠCHT Praha a ÚOCHB AVČR, Česká akademie věd

Použití živých organismů pro dekontaminaci životního prostředí Bioremediace je věřejností akceptována a neničí životní prostředí Pro in situ remediace a nízké koncentrace kontaminantů mikroorganismy rostliny fytoremediace

Mikroorganismy široké spektrum enzymů vyvinuto během mnoha let - organické polutanty až mineralizace - akumulace těžkých kovů Rostliny mohou akumulovat nebo metabolizovat organické nebo anorganické polutanty - organické polutanty jako lidská játra - 3 fáze: 1) aktivace molekuly (oxidace, redukce, hydrolýza) 2) konjugace (s cukry, glutathionem, aminokyselinami) 3) uložení ve vakuole nebo do buněčné stěny a ligninu - těžké kovy transport stejně jako u elementárních iontů kovů

Fytoremediace Využití zelených rostlin k akumulaci a degradaci polutantů životního prostředí Rhizoremediace Spolupráce mikroorganismů a rostlin v rhizosféře rostlin Pro zvýšení účinnosti fytoremediace Inserce nových genů do rostlinného genomu Interakce rostlina-mikroorganismus Rhizoremediace

Podle zákona je geneticky modifikovaný organismus takový organismus (kromě člověka), jehož dědičný materiál byl změněn genetickou modifikací, tj. cílenou změnou dědičného materiálu způsobem, kterého se nedosáhne přirozeně např. křížením, šlechtěním. Tato definice se vztahuje na organismy schopné rozmnoţování nebo přenosu dědičného materiálu, tj. mikroorganismy, rostliny, ţivočichy a buněčné kultury; nevztahuje se na člověka.

mikroorganismy rostliny

Modifikace specifity enzymu, regulace celých drah Geny pro přežití v biotickém a abiotickém stresu Chelátory kovů a geny pro transportéry Geny pro biodegradační enzymy Geny pro regulaci příjmu kovů Geneticky modifikované mikroorganismy Monitoring a kontrola Zvýšení bioremediace pro udržení čistoty životního prostředí Singh, 2011, v tisku

Pro degradaci polychlorovaných bifenylů, toluenu, benzenu. Pro akumulaci těžkých kovů Populární je inserce celé degradační dráhy nebo změna substrátové specifity enzymů Cl BphG Cl Cl Cl BphF BphAE NADH+H + NAD + BphB H BphC O 2 NAD + NADH+H + O2 O H 2 O C H CO http://www.daviddarling.info/encyclopedia/b/bacteria.html

Uvolňování GM mikroorganismů do životního prostředí více problémů než u GM rostlin GMM mohou uniknout, obtížný monitoring Tvorba biofilmů, multibariéry MO Tvorba sebevražedných GMM http://www.multibarrier.vito.be/multibarrier/workplan.asp

mikroorganismy rostliny

Přirozeně rostliny akumulující anorganické polutanty (těžké kovy) Thlaspi cearulescens 1800 mg Cd/kg suché biomasy, 51600 mg Zn/kg suché biomasy Thlaspi rotundifolium 8200 mg Pb/kg suché biomasy Ipomoea alpina Cu - 12300mg /kg suché biom. Nízká hmotnost biomasy

Jak vybrat správnou rostlinu? len topol tabák switch grass http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:tabak_p9290017.jpg http://www.enviweb.cz/zemedelstvi http://www.mahonianursery.com/grasses-sedges/heavy-metal-blue-switch-grass.html

Pro zabránění šíření kontaminace Pro fytoremediaci anorganických polutantů Pro fytoremediaci organických polutantů

Pro zabránění šíření kontaminace Sníţení mnoţství agrochemikálií - GM plodiny s d-endotoxinem nižší množství pesticidů - tabák emitující hmyzí feromon - nižší reprodukce nechtěného hmyzu nižší množství pesticidu Macek T., Kotrba P., Novakova M., Demnerova K. and Mackova M.: Novel roles for genetically modified plants in environmental protection. Trends Biotechnol 26 (3), 146-152, 2008.

Pro fytoremediaci anorganických polutantů Tolerance a akumulace těţkých kovů Pilon-Smits E. (2005) Phytoremediation, Annu. Rev. Plant Biol. 56, 15-39 MT metalothioneiny PC fytochelatiny GSH - glutathion

Pro fytoremediaci anorganických polutantů Tolerance a akumulace těţkých kovů Pilon-Smits E. (2005) Phytoremediation, Annu. Rev. Plant Biol. 56, 15-39 MT metalothioneiny PC fytochelatiny GSH - glutathion + transportní proteiny + enzymy z metabolismu

Pro fytoremediaci organických polutantů Pro oxygenaci, dechloraci, degradaci... Enzymy z bakteriálních degradačních drah savčí geny pro cytochromy. Cl BphG Cl Cl Cl BphF BphAE NADH+H + NAD + H BphB BphC O 2 NAD + NADH+H + O2 O H 2 O C H CO

tabák Nicotiana tabacum len Linum usitatissimum Pouţívané metody Transientní exprese pro studium exprese Trvalá transformace pro získání transgenní rostliny

MRGSHHHHHHTDPmnqtdtspirlrrswntseiealfdehagridpriytdedlyqleler vfarswlllghetqirkpgdyittymgedpvvvvrqkdasiavflnqcrhrgmricradagna kaftcsyhgwaydtagnlvnvpyeaesfaclnkkewsplkarvetykglifanwdenavdld tylgeakfymdhmldrteagteaipgvqkwvipcnwkfaaeqfcsdmyhagttshlsgilag lpedlemadlapptvgkqyraswgghgsgfyvgdpnlmlaimgpkvtsywtegpaseka aerlgsvergsklmvehmtvfptcsflpgintvrtwhprgpnevevwaftvvdadapddike efrrqtlrtfsaggvfeqddgenwveiqhilrghkarsrpfnaemsmdqtvdndpvypgris nnvyseeaarglyahwlrmmtspdwdalkatr Electrophoresis of plant DNA after PCR -primers bphc1/f and bphc1/r (880 bp) Electrophoresis of plant cdna after RT-PCR - primers bphc1/f and bphc2/r (880 bp)

Které geny? fytoremediace organických polutantů fytoremediace anorganických polutantů

fytoremediace organických polutantů bakteriální gen bphc (2,3-dihydroxybifenyl-1,2-dioxygenasa) Cl BphG Cl Cl Cl BphF BphAE NADH+H + NAD + H BphB BphC O 2 NAD + NADH+H + O2 O H 2 O C H CO bakteriální gen todc1c2 (terminální dioxygenasa toluen-2,3-dioxygenasy) CH 3 NAD + feredoxin reduktasa TOL feredoxintol ISP TOL + O 2 toda todb todc1c2 CH 3 H NADH + H + feredoxin reduktasa TOL feredoxin TOL ISP TOL H

fytoremediace anorganických polutantů Kvasničné geny gsh1 a gsh2 (γ-glutamylcysteinsynthetasa a glutathionsynthetasa) Akumulace těžkých kovů Akumulace těžkých kovů Kvasničný gen CUP (pro metalothionein)

protein Imunochemická detekce BphC/His izolovaného afinitní chromatografií linie H1 linie H2 linie H3 linie H4 Histochemická detekce BphC/GUS Histochemická detekce BphC/LUC

koncentrace 2,3-DHB (%) koncentrace 2,3-DHB (%) koncentrace 2,3-DHB (%) 120 Linie H WSC 38 H1 H3 mrtvé buňky 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny) 120 Linie G WSC 38 G1 G2 G3 mrtvé buňky 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny) 120 Linie L WSC 38 L1 L2 L3 mrtvé buňky 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny)

koncentrace 2,3-DHB (%) úbytek 2,3-DHB [%] koncentrace 2,3-DHB (%) koncentrace 2,3-DHB (%) 120 Linie H WSC 38 H1 H3 mrtvé buňky 100 80 60 úbytek 2,3-DHB v médiu s transgenními rostlinami v porovnání s WSC 38 100 80 60 40 20 0 WSC 38 H3 G2 L1 L3 rostlinná linie 40 20 0 120 100 80 60 40 20 0 120 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny) Linie G WSC 38 G1 G2 G3 mrtvé buňky 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny) Linie L WSC 38 L1 L2 L3 mrtvé buňky 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 čas (dny)

Bulharsko Česká republika Estonsko Finsko Nizozemí Slovensko Velká Británie Španělsko Švédsko Kypr Lucembursko Maďarsko Polsko Rakousko Řecko Malta Slovinsko

Děkuji za vaši pozornost Tato práce byla podporována granty: - MSMT 1M06030 - ME-09024-BIOAROM - MSM 6046137305 - EU grantem Minotaurus FP7 KBBE-2010-4-265946 Doporučené přednášky a postery: Ing. Šuman (přednáška) Ing. Fišer (poster) Ing. Kurzawová (poster)