Mamy przyjemność poinformować, że projekt dr hab. Anny Gałązki, prof. IUNG-PIN pt. „Oddziaływanie między mikrobiomem, mykobiomem i metawiriomem ryzosfery i endoryzosfery roślin ruderalnych oraz ich rola w biernej i czynnej remediacji gleb silnie zdegradowanych i długotrwale zanieczyszczonych ropą naftową” otrzymał finansowanie w konkursie Opus 23 Narodowego Centrum Nauki (NCN).
Numer projektu: 2022/45/B/NZ8/02398
Dofinansowanie: 1 676 463 PLN
Popularnonaukowe streszczenie projektu:
Przemysł rafineryjny stanowi globalny system szeregu procesów poszukiwania, wydobycia, transportu i wprowadzania do obrotu produktów naftowych. Ropa naftowa i substancje ropopochodne są także surowcem dla wielu produktów chemicznych, w tym farmaceutyków, rozpuszczalników, nawozów, pestycydów i tworzyw sztucznych. Ropa naftowa i jej pochodne należą do jednych z najniebezpieczniejszych źródeł zanieczyszczeń ekosystemów. Produkty ropopochodne poprzez skażenie środowiska naturalnego stanowią czynnik zagrożenia dla zdrowia publicznego. Głównym warunkiem skutecznej bioremediacji skażonych gleb jest obecność mikroorganizmów zdolnych nie tylko do katabolicznej degradacji zanieczyszczeń, ale także posiadających szereg innych właściwości potwierdzających ich potencjał biotechnologiczny i adaptacyjny. Zdolność naturalnego środowiska skażonego szkodliwymi substancjami do samoistnego oczyszczenia wciąż stanowi zagadkę dla świata nauki. W trakcie długoletniego skażenia i postępującej samoczynnie naturalnej bioremediacji gleba zostaje bogato zasiedlona przez spontaniczną roślinność ruderalną. Ryzosfera i endoryzosfera tych roślin stanowi unikatowe siedlisko różnorodnych bakterii i grzybów posiadających wysoki potencjał biotechnologiczny. Zarówno mikroorganizmy, jak i rośliny adaptujące się do wzrostu w warunkach skażenia mogą wytworzyć szereg mechanizmów obronnych. Roślinność reliktowa charakteryzuje się także dużą różnorodnością genetyczną, fizjologiczną i metabolomiczną. Rośliny przystosowane do wzrostu w zanieczyszczonym miejscu mogą posiadać (lub wytworzyć) unikalne cechy. Ocena roślinności ruderalnej zasiedlającej tereny długoletnio skażone w połączeniu z wiedzą na temat mikrobiomu, mykobiomu i metawiriomu gleby i rośliny (w tym jej ryzosfery i endoryzosfery) stanowi ważny i innowacyjny poligon badawczy służący poszerzeniu wiedzy w zakresie bioremediacji gleb.
Głównym celem projektu jest wyjaśnienie roli roślinności ruderalnej, jej ryzosfery, endoryzosfery, autochtonicznych mikroorganizmów i bakteriofagów w procesach naturalnej, spontanicznej bioremediacji gleb długoletnio zanieczyszczonych. Cele szczegółowe projektu obejmują: wyjaśnienie, w jaki sposób rośliny reliktowe uruchamiają i rozwijają swoje mechanizmy adaptacyjne i obronne; zdefiniowanie roli i wyjaśnienie mechanizmów adaptacyjnych mikroorganizmów i bakteriofagów w procesach długotrwałej naturalnej bioremediacji. Zarówno gleby jak i rośliny zostaną pobrane spod wyciągów ropy naftowej na terenie historycznej Kopalni Ropy Naftowej w Węglówce. Tereny te zostały silnie zanieczyszczone i zdegradowane (ponad 100 lat zanieczyszczenia). Niemniej jednak od zamknięcia kopalni do chwili obecnej ropa naftowa ciągle wypływa spontanicznie z odwiertów naftowych. Stały przepływ ropy naftowej powoduje trwałe zanieczyszczenie obszaru przy jednocześnie postępującej samoistnej, naturalnej remediacji. Obszar ten jest także bogato porośnięty roślinnością reliktową. Próbki gleb zostaną pobrane z wybranych 9 najstarszych odwiertów naftowych. Do badań zostanie wybranych 5 gatunków roślin ruderalnych. DNA zostanie wyizolowane bezpośrednio z gleby, ryzosfery i endoryzosfery. Wykonana zostanie izolacja i charakterystyka szczepów bakteryjnych i grzybowych wyizolowanych z ryzosfery i endoryzosfery roślin ruderalnych. Szczepy zostaną ocenione na podstawie testów morfologicznych, biochemicznych i genetycznych. Wykonane zostaną oznaczenia: różnorodności funkcjonalnej z wykorzystaniem systemu Biolog, sekwencjonowania następnej generacji (NGS) regionów zmiennych (16S rRNA dla bakterii i ITS dla grzybów) oraz wirusowe NGS (sekwencjonowanie Shotgun). Ponadto zostaną określone parametry chemiczne próbek roślinnych i glebowych (Corg, Nmin, Σ16 WWA i pierwiastki śladowe). W materiale roślinnym zostanie oceniona: aktywność biologiczna wybranych metabolitów wtórnych, nagromadzenie pigmentów fotosyntetycznych, funkcjonowanie aparatu fotosyntetycznego, określenie profilu metabolomicznego i zawartość związków fenolowych. Oprócz roślin wybranych z terenów skażonych do badań zostaną użyte rośliny kontrolne (pobrane z obszarów nieskażonych).
Projekt ten będzie jedną z pierwszych prób tak szeroko zakrojonej identyfikacji wpływu długoterminowego zanieczyszczenia gleby na właściwości fizykochemiczne oraz biologiczne, jak również oceny bioróżnorodności gleb i roślin w połączeniu z profilowaniem bakterii, grzybów i bakteriofagów. Nowa wiedza zdobyta w ramach projektu doskonale wypełni lukę w ocenie bioróżnorodności dotyczącej wciąż nieodkrytych cech biologicznych i molekularnych gleb i roślin skażonych ropą naftową. Ponadto projekt ten będzie stanowił pierwsze tak szczegółowe podejście do wyjaśnienia interakcji między mikrobiomem, mykobiomem i metawiromem ryzosfery i endoryzosfery roślin ruderalnych oraz ich udziału w procesach bioremediacji.
Ogłoszenie wyników konkursu na stronie NCN: https://www.ncn.gov.pl/konkursy/wyniki/2022-12-06-opus23-preludium17-polonez-bis-2