Temat statutowy 1.04 – Charakterystyka endofitów bakteryjnych wyizolowanych z wybranych roślin miododajnych oraz określenie ich potencjału biotechnologicznego

Temat statutowy 1.04

 

Tytuł tematu: Charakterystyka endofitów bakteryjnych wyizolowanych z wybranych roślin miododajnych oraz określenie ich potencjału biotechnologicznego

Kierownik tematu: dr Anna Marzec-Grządziel

Okres realizacji: 2022-2024

 

 

Cel badań:

 

Celem badań będzie izolacja bakterii endofitycznych z różnych części wybranych roślin miododajnych, identyfikacja genetyczna izolatów, charakterystyka metaboliczna wybranych izolatów, charakterystyka pod kątem występowania cech biochemicznych promujących wzrost roślin, ocena wpływu wybranych izolatów na wzrost gospodarza rodzimego w teście na skalę laboratoryjną. Dodatkowym aspektem będzie charakterystyka funkcjonalna i strukturalna mikroorganizmów (bakterii) w glebie ryzosferowej analizowanych roślin. Badania będą próbą wyodrębnienia izolatów bakteryjnych o wysokim potencjale aplikacyjnym i biotechnologicznym. Badania zostaną przeprowadzone w latach 2022-2024. Materiał do badań będą stanowiły próby roślin (Facelia błękitna, Phacelia tanacetifolia Benth.; Nawłoć pospolita, Solidago virgaurea L.; Gryka zwyczajna, Fagopyrum esculentum Moench; Żmijowiec zwyczajny, Echium vulgare L.; Ogórecznik lekarski, Borago officinalis L.) oraz gleby pobrane z terenów uprawnych lub trwałych użytków zielonych (wybrane gospodarstwa rolne).

 

 

 

Planowane efekty naukowe:

 

Uzyskane wyniki badań będą stanowiły dogłębną wiedzę na temat charakterystyki genetycznej oraz fenotypowej bakterii endofitycznych wybranych roślin miododajnych. Zastosowanie najnowszych i zaawansowanych metod analizy (NGS, Biolog) umożliwi przedstawienie uzyskanych wyników w interesującej formie. Odbiorcami wyników będą naukowcy z całego świata zajmujący się tematyką endofitów roślinnych. Jednocześnie, wyniki mogą być podłożem do złożenia wniosku projektowego o charakterze aplikacyjnym lub wdrożeniowym.

 

 

 

Zespół badawczy:

 

• dr Anna Marzec-Grządziel;
• dr hab. Anna Gałązka, prof. IUNG;
• dr Grażyna Korbecka-Glinka;
• dr Marcin Przybyś.

 

 

---

2022

 

Pobrano po 5 prób każdej z roślin (Facelia błękitna, Phacelia tanacetifolia Benth.; Żmijowiec zwyczajny, Echium vulgare L.; Dziurawiec zwyczajny, Hypericum perforatum L).  Rośliny podzielono na 3 części (korzeń, łodyga, liść), wykonano próbkę zbiorczą, którą poddano procesowi sterylizacji powierzchniowej. W celu określenia skuteczności procesu sterylizacji ostatnia woda po płukaniu wykorzystana została w reakcji PCR oraz rt-PCR w celu sprawdzenia ewentualnej obecności DNA bakterii.

Z części roślin przygotowano 20% homogenaty w jałowej soli fizjologicznej (0.85%), które wykorzystano do analizy BIOLOG oraz izolacji DNA.

Reakcję qPCR przeprowadzono w celu określenia liczby kopii genu 16S rRNA w próbkach. Najwięcej kopii wykazano w próbkach pochodzących z facelii, najmniej natomiast z dziurawca.

Jednocześnie uzyskane homogenaty wykorzystano do izolacji bakterii endofitycznych na podłożach stałych. Uzyskane bakterie przeszczepiano na nowe szalki z podłożem, do uzyskania czystych kultur bakteryjnych. Czyste kultury przechowywano w postaci skosów oraz liofilizatów. W ten sposób uzyskano 32 szczepy bakteryjne (Facelia błękitna – 8 szczepów; Żmijowiec zwyczajny – 12 szczepów; Dziurawiec zwyczajny – 12 szczepów).

 

 

Z analizowanych szczepów na szalkach przygotowano materiał do PCR kolonijnego. Uzyskena DNA wykorzystano do różnicowania szczepów pod względem genetycznym (BOX – PCR, ERIC – PCR, RAPD – PCR).

 

Uzyskano następujące wyniki:

 

Nr	Szczep	Przypisany rodzaj	Najbliższe pokrewieństwo	% pokrycia	% podobieństwa
21	D_K_2	Pseudomonas	P. poae	100	100
22	D_K_3	Bacillus	–	100	100
1	D_Ł_1	Bacillus	B. tropicus	100	99.6
2	D_Ł_2	Pantoea	P. agglomerans	100	99.3
3	D_Ł_3	Paenibacillus	–	100	99.5
4	D_L_1	Bacillus	–	100	100
5	D_L_2	Bacillus	–	100	100
23	D_L_3	Bacillus	–	100	100
7	D_L_4	Paenibacillus	P. xylanexedens	100	99.4
8	D_L_5	Bacillus	B. licheniformis	100	100
9	D_L_6	Bacillus	B. altitudinis	100	100
24	Ż_K_1	Pseudomonas	–	100	99.9
25	Ż_K_2	Pseudomonas	P. fluorescens	100	100
26	Ż_Ł_1	Pseudomonas	–	100	99.9
11	Ż_L_1	Frigoribacterium	–	100	99.9
12	Ż_L_2	Bacillus	–	100	99.9
13	Ż_L_3	Pseudomonas	P. fluorescens	100	100
14	Ż_L_4	Priestia	P. aryabhattai	100	100
15	Ż_L_5	Peribacillus	P. frigoritolerans	100	100
16	Ż_L_6	Priestia	P. aryabhattai	100	100
17	Ż_L_7	Bacillus	–	100	100
27	F_K_1	Pseudomonas	P. koreensis	100	99.9
28	F_K_2	Pseudomonas	–	100	100
29	F_K_3	Pseudomonas	–	100	100
18	F_Ł_2	Priestia	P. aryabhattai	100	100
19	F_L_1	Bacillus	B. mycoides	100	100
30	F_L_2	Erwinia	–	100	100
20	F_L_3	Peribacillus	P. frigoritolerans	100	100