Kmetijski inštitut Slovenije
  2. Oddelki
  3. Oddelek za rastlinsko pridelavo
  4. Genetski laboratorij
Oddelek za rastlinsko pridelavo

Predstavitev

Genetski laboratorij na Kmetijskem inštitutu Slovenije je bil ustanovljen leta 1998 na takratnem Oddelku za poljedelstvo in semenarstvo. Danes je genetski laboratorij del Skupine za genetiko in žlahtnjenje na Oddelku za rastlinsko pridelavo (ORP) in je edini molekularni laboratorij na Kmetijskem inštitut Slovenije. Vodja laboratorija je dr. Barbara Pipan, ki hkrati koordinira delo v laboratoriju na ORP. V sklopu genetskega laboratorija delujeta še Laboratorij za tkivne kulture ter Laboratorij za ekofiziologijo in vrednotenje pridelkov.

Genetski laboratorij (so)uporabljajo sodelavci ORP, Oddelka za varstvo rastlin (OVR) in Oddelka za živinorejo (OŽ). Delo v laboratoriju s strani OVR koordinira dr. Irena Mavrič Pleško, na OŽ pa dr. Ajda Moškrič.

Genetski laboratorij je opremljen z napravami in aparaturami, ki omogočajo raziskave na področju molekularne biologije, (populacijske) genetike, genomike, DNA markerjev, NGS-based aplikacij, transkriptomike in metabolomike rastlin, rastlinskih patogenov ter živali. Laboratorij je akreditiran po standardu ISO 9001 ter za nekatere metode tudi po standardu ISO17025. Genetski laboratorij je dobro opremljen in nam na Kmetijskem inštitut omogoča znanstveno-raziskovalno ter strokovno delo na vseh zgoraj omenjenih področjih, vključno za namene molekularnega žlahtnjenja nekaterih kmetijskih rastlin, preverjanja sortne pristnosti/čistosti in diagnostike patogenov. Med večjo analizno raziskovalno opremo v našem laboratoriju sodijo:

  • razkrojevalec tkiv (TissueLyser, Qiagen),
  • avtomatiziran sistem za pripravo reakcijskih mešanic QIAgility (Qiagen),
  • pretočni citometer CyFlow (Partec/Sysmex),
  • avtomatiziran sistem za ekstrakcijo nukleinskih kislin (KingFisher in MagMax, Thermo Fisher Scientific),
  • QIAxcel Advanced kapilarna elektroforeza (Qiagen),
  • analizator nukleinskih kislin in proteinov (Agilent),
  • različni tipi cikličnih termostatov (ABI Veriti, ABI Veriti PRO, SureCycler Agilent, ABI9700),
  • fluorometer (Qubit 3.0),
  • stresalnik z gretjem (za macroarray, GeneTop Biotech),
  • horizontalna elektroforeza s sistemom za fotografiranje gelov (Biometra, GeneGenius),
  • sistem za vertikalno elektroforezo (Biometra),
  • NanoDrop One Microvolume UV-Vis Spektrofotometer (Thermo) (VRO paket 22),
  • digitalni PCR QuantStudio Absolute Q (Applied Biosystems) (VRO paket 22),
  • PCR v realnem času QuantStudio 5 Real-Time PCR System (Applied Biosystems) (VRO paket 22) in PCR v realnem času ABI7500 z nadgradnjo v fast in HRM (Applied Biosystems),
  • dodatna oprema, ki je na voljo na CFGBC/MF in BF za souporabo s Kmetijskim inštitutom Slovenije kot članom konzorcija.
  • NanoDrop One Microvolume UV-Vis Spektrofotometer (Thermo) (VRO paket 22), 
  • digitalni PCR QuantStudio Absolute Q (Applied Biosystems) (VRO paket 22),
  • PCR v realnem času (Applied Biosystems) (VRO paket 22),
  • dodatna oprema, ki je na voljo na CFGBC/MF in BF za souporabo s Kmetijskim inštitutom Slovenije kot članom konzorcija.

Znotraj Laboratorija za ekofizilogijo in vrednotenje pridelkov imamo:

  • prenosni fotosintezni sistem (LI-COR 6400XT),
  • merilec listne površine (LI3100C),
  • merilec listne gostote (LAI220C),
  • 845X UV-Visible spektrofotometer (Agilent Technologies),
  • NIR (near-infrared)  Infratec™ NOVA (FOSS Analytical A/S),
  • HPLC 1260 Infinity (Agilent Technologies),
  • prenosni merilniki ekofizioloških parametrov (PAR-FLUORPEN FP 110-LM/P; PLANTPEN PRI 210; POLYPEN RP 410 UVIS; LAIPEN LP 110; N-PEN N 110/PLANTPEN) (VRO paket 22)

Raziskave, ki so povezane z delom v genetskem laboratoriju se na Kmetijskem inštitutu izvajajo v sklopu treh programskih skupin Agrobiodiverziteta, Trajnostno kmetijstvo in Kmetijstvo naslednje generacije.

Kontaktna oseba za delo v genetskem laboratoriju je vodja, dr. Barbara Pipan, barbara.pipan@kis.si, 01 280 52 73.

Raziskovalno delo ORP

Aktualni programi, raziskave, projekti, naloge, javne službe in usposabljanja vezana (i) na delo v Genetskem laboratoriju

  1. PS Agrobiodiverziteta P4-0072
  2. Bilateralni projekti SLO-MAC, SLO-CRO, SLO-HUN, SLO-BiH
  3. ARRS L4-1840 Nove prakse za blaženje abiotskega in biotskega stresa koruze v luči klimatskih sprememb
  4. FWF ARRS projekt PlasticGrape
  5. CRP V4―1806 »Vzpostavitev sistema uporabe DNA markerjev za genetsko identifikacijo pri preverjanju sortne pristnosti in čistosti pomembnejših vrst žit in križnic kot osnova za kakovostno pridelavo semenskih posevkov ter varno in kakovostno pridelano hrano in krmo«
  6. CRP V4-2007 Razvoj metod in vzpostavitev sistemov uradnega preizkušanja ekoloških sort in heterogenega materiala izbranih poljščin in zelenjadnic
  7. JS Poljedelstvo (krompir, detelje, ajda)
  8. JS Vrtnarstvo (fižol)
  9. PRP Osnovni opis in vrednotenje ter genetska analiza izbranih RGV, ki se v rastlinski genski banki hranijo ex situ
  10. ECPGR EUGrainLeg: Lathyrus diversity: available resources with relevance to crop improvement – progress reviews and relationship with AEGIS
  11. ECPGR EUBRASWILD: Capturing Brassica Wild Relatives Diversity in the South Eastern Europe
  12. ERA-NET ARIMNet2 projekta MedVitis: Protecting the Diversity of Mediterranean Vitis in a Changing Environment
  13. PRIMA BrasExplor: Wide exploration of genetic diversity in Brassica species for sustainable crop production
  14. H2020 projekt ECOBREED: Povečanje učinkovitosti in konkurenčnosti ekološkega žlahtnjenja
  15. H2020 projekt INCREASE: Intelligent Collections of Food Legumes Genetic Resources for European Agrofood Systems
  16. Usposabljanje MR-jev (doktorski študij)
  17. Opravljanje magistrskih nalog
  18. Opravljanje projektnega dela v sklopu maturitetnega predmeta Biotehnologija
  19. Opravljanje obvezne študijske prakse
  20. Servis (storitve za certifikacijske organe in posredno za inšpekcijske službe)

Vsebinska področja dela

  1. Genotipizacija, analiza gentske strukture in parametrov raznolikosti agronomsko pomembnih vrst (navadni fižol, turški fižol, krompir, koruza, sladki krompir, ajda, žita, križnice, vinska trta, jablana, detelje, sezam, regrat).
  2. Asociacijske študije na nivoju celotnega genoma in kartiranje lokusov kvantitativnih lastnosti (QTL) omogoča identifikacijo lokusov, genov in genetskih markerjev, ki so povezani z želenimi lastnostmi.
  3. Uporaba molekulskih markerjev v žlahtnjenju kmetijskih rastlin (MAS pri krompirju, fižolu, ajdi).
  4. Raziskave odziva rastlin na biotski in abiotski stres (na biokemijskem in fiziološkem nivoju ter na nivoju izražanja genov).
  5. Priprava tarčnih molekul za NGS-based aplikacije.
  6. Rastlinske tkivne kulture kot dopolnilo konvencionalnim metodam žlahtnjenja, razmnoževanje pri vzgoji brezvirusnih sadik, zdravljenje z virusi okuženih rastlin in shranjevanje dednine (genska banka: in vitro rastline in mikrogomolji); gre za hranjenje avtohtonih sort in vseh materialov, ki jih potrebujemo pri vzgoji novih sort in raziskavah.
  7. Ekofiziološke meritve v rastlinjaku in na poljih.
  8. Biokemijske in prehranske analize rastlinskega materiala in pridelkov.

Izbrane objave

 

Raziskovalno delo OVR v genetskem laboratoriju

Genska raznolikost rastlinskih škodljivcev

Rastlinski škodljivci iz skupin virusov, bakterij, gliv, ogorčic, žuželk in pršic povzročajo velik izpad pridelka kmetijskih rastlin in s tem veliko gospodarsko škodo. Rastline in škodljivci se prepoznajo in odzovejo na molekularnem nivoju. Z molekularno biološkim pristopom lahko identificiramo gene in njihove produkte odgovorne za interakcijo med rastlino in njihovimi škodljivci. Že majhne razlike v teh ključnih molekulah tako pri rastlinah kot pri škodljivcih so lahko osnova za odpornost rastlin ali virulenco škodljivcev. Na oddelku za varstvo rastlin določamo ključne značilnosti teh molekul:

Nematologija:

Identifikacija tropskih ogorčic koreninskih šišk iz rodu Meloidogyne spp. je težavna zaradi hibridnega izvora teh partenogenetskih vrst. Za razvoj diagnostike in razjasnitev taksonomskih relacij smo ovrednotili primernost različnih odsekov DNA kot molekulskih označevalcev.

Kot mnogi patogeni, tudi rastlinsko parazitske ogorčice izločajo efektorje, da spremenijo celične funkcije gostitelja in uspešno napadejo rastlino. Pri krompirjevih cistotvornih ogorčicah Globodera rostochiensis in G. pallida smo ovrednotili genetsko raznolikost proteinov za razgradnjo celične stene (ekspanzini in pektat liaze).

Entomologija:

S tipizacijo na osnovi mtDNA in mikrosatelitov lahko nadzorujemo izvor posameznih koruznih hroščev Diabrotica virgifera virgigera, pomembnega gospodarskega škodljivca koruze v Severni Ameriki in Evropi, tudi v Sloveniji.

Bakteriologija:

Ovrednotili smo prisotnost bakterij Agrobacterium spp. povzročiteljic raka koreninskega vratu. Na podlagi zaporedja gena recA smo izolate iz kompleksa vrste A. tumefaciens uvrstili v genomski vrsti G1 in G4, določili smo tudi nove alele gena recA.

Virologija:

Viroid, ki povzroča vretenatost krompirjevih gomoljev (PSTVd) se lahko prenaša tudi z okrasnimi rastlinami. Sekvenčna analiza tega viroida je razkrila prisotnost novih različkov v Sloveniji.

 

Izbrane objave

GERIČ STARE, Barbara, STRAJNAR, Polona, SUSIČ, Nik, UREK, Gregor, ŠIRCA, Saša. 2017. Reported populations of Meloidogyne ethiopica in Europe identified as Meloidogyne luci. Plant disease, vol. 101, no. 9, str. 1627-1632. https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PDIS-02-17-0220-RE

ALI, Shawkat, MAGNE, Maxime, CHEN, Shiyan, CÔTE, Olivier, GERIČ STARE, Barbara, OBRADOVIC, Natasa, JAMSHAID, Lubna, WANG, Xiaohong, BÉLAIR, Guy, MOFFETT, Peter. 2015. Analysis of putative apoplastic effectors from the nematode, Globodera rostochiensis, and identification of an expansin-like protein that can induce and suppress host defenses. PloS one, ISSN 1932-6203. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0115042

ŠTRUKELJ, Melita, MODIC, Špela, SEDLAR, Aleš, WINTER, Stephan, RAZINGER, Jaka. The use of microsatellite markers as a tool for distinction between western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera [Coleoptera: Chrysomelidae]) populations. V: TRDAN, Stanislav (ur.). Zbornik predavanj in referatov 13. slovenskega posvetovanja o varstvu rastlin z mednarodno udeležbo, Rimske Toplice, 7.-8. marec 2017 = Lectures and papers presented at the 13th Slovenian Conference on Plant Protection with International Participation, Rimske Toplice, March 7-8, 2017. Ljubljana: Društvo za varstvo rastlin Slovenije: = Plant Protection Society of Slovenia. 2017, str. 358-365. http://www.dvrs.bf.uni-lj.si/spvr/2017/zbornik_2017.html

LAMOVŠEK, Janja, GERIČ STARE, Barbara, UREK, Gregor. 2014. Isolation of non-pathogenic Agrobacterium spp. biovar 1 from agricultural soils in Slovenia. Phytopathologia Mediterranea, vol. 53, no. 1, str. 130-139. http://fupress.net/index.php/pm/article/view/12706

VIRŠČEK MARN, Mojca, MAVRIČ PLEŠKO, Irena, GERIČ STARE, Barbara. 2013. Variability of potato spindle tuber viroid isolates from ornamental hosts in Slovenia. Journal of plant pathology, vol. 95, no. 2, str. 411-415. http://www.sipav.org/main/jpp/index.php/jpp/article/view/2830

 

Raziskovalno delo OŽ v genetskem laboratoriju

Genetske analize pri govedu

 

V genetskem laboratoriju izvajamo analize preverjanja porekla oz. rodovnika z genskim testom in sicer z uporabo s standardnega ISAG seta (12 mikrosatelitov).

 

Določanje recesivnih genetskih posebnosti (mutacij)

CVM – Prirojena kompleksna vretenčna anomalija- angl. Complex Vertebral Malformation -

BLAD - Odstotnost sposobnosti obrambe levkocitov – angl. Bovine Leucocyte Adhesion Deficiency

RF - Alel za rdečo barvo dlake - Red factor

 

Preverjanje porekla pri govedu

Preverjamo poreklo goveda s pomočjo genetskih označevalcev in programske opreme v okviru informacijskega sistema Govedo na Kmetijskem inštitutu Slovenije.

 

Metoda STR (Mikrosateliti)

Preverjamo poreklo goveda z mikrosateliti. Vključeni smo v mednarodni medlaboratorijski  primerjalni test ISAG, kjer smo v skupini najzanesljivejših laboratorijev (certifikat).

 

Metoda SNP (genotipizacija s SNP čipom)

 

S strani ICAR-ja smo akreditirani za preverjanje porekla s pomočjo SNP podatkov.

 

 

 

Izbrane objave

 

LOGAR, Betka, KAVAR, Tatjana, MEGLIČ, Vladimir. Detection of recessive mutations (CVM, BLAD and Red Factor) in Holstein bulls in Slovenia = Določanje recesivnih mutacij (CVM, BLAD in alel za rdečo barvo) pri bikih črno-bele pasme v Sloveniji. Journal of central european agriculture : JCEA, ISSN 1332-9049. [Online ed.], 2008, vol. 9, no. 1, str. 101-106, graf. prikazi. http://www.agr.hr/jcea/issues/jcea9-1/index.php

 

OPARA, Andreja, RAZPET, Andrej, LOGAR, Betka. Breed assignment test of Slovenian cattle breeds using microsatellites. V: PETRIČ, Nežika (ur.). Livestock production as a technological and social challenge, (Acta agriculturae slovenica, ISSN 1854-4800, Supplement, 2012, 3). Ljubljana: Biotechnical Faculty. 2012, suppl. 3, str. 167-170. http://aas.bf.uni-lj.si/zootehnika/supl/3-2012/PDF/3-2012-167-170.pdf

 

OPARA, Andreja. Monogenske napake pri črno-beli, rjavi in lisasti pasmi goveda = Monogenic errors in Holstein, Brown and Simmental cattle breeds. V: ČEH, Tatjana (ur.), KAPUN, Stanko (ur.). Zbornik predavanj = Proceedings of the 26th International Scientific Symposium on Nutrition of Farm Animals [being] Zadravec-Erjavec Days 2017, 9th and 10th November 2017. Murska Sobota: Kmetijsko gozdarska zbornica Slovenije, Kmetijsko gozdarski zavod. 2017, str. 167-174

 

OPARA, Andreja. Uporaba DNK označevalcev za preverjanje porekla pri govedu. Govedorejec : glasilo Govedorejskega društva, mar. 2010, št. 18, str. 17, ilustr. [COBISS.SI-ID 3287912] http://www.kmetijskizavod-celje.si/images/upload/2010/254_gov_2010_web_optimal.pdf

 

OPARA, Andreja, RAZPET, Andrej, LOGAR, Betka, BABNIK, Drago. Določitev pasme goveda na podlagi mikrosatelitnih označevalcev = Determining cattle breeds on the rasis of microsatellite markers. V: ČEH, Tatjana (ur.). Zbornik predavanj = Proceedings of the 21st International Scientific Symposium on Nutrition of Farm Animals : [being] Zadravec-Erjavec Days 2012, Radenci, November 8th and 9th, 2012, 21. mednarodno znanstveno posvetovanje o prehrani domačih živali, Zadravčevi-Erjavčevi dnevi 2012. Murska Sobota: Kmetijsko gozdarska zbornica Slovenije, Kmetijsko gozdarski zavod Murska Sobota. 2012, str. 115-118. https://www.govedo.si/files/janezj2/ZED_2012/dolocitev_pasme_goveda_na_podlagi_mikrosatelitnih_oznacevalcev.pdf

 

OPARA, Andreja, RAZPET, Andrej. Population studies for 6 cattle breeds and 11 microsatellite loci. V: ARCHIBALD, Alan (ur.). 32nd Conference of the International Society for Animal Genetics, 26th - 30th July 2010, Edinburgh, Scotland : Programme and Abstract Book. [Edinburgh]: [s. n.]. 2010, str. 60

 

OPARA, Andreja. Preverjanje porekla in določanje genetske pripadnosti osebkov trem glavnim pasmam goveda v Sloveniji : magistrsko delo = Pedigree testing and assignment test in three main cattle breeds in Slovenia : M. Sc. thesis. Ljubljana: [A. Opara], 2016. IX, 59 f., ilustr. http://www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/podiplomski_studij/md_opara_andreja.pdf

 

OBŠTETER, Jana, LOGAR, Betka, OPARA, Andreja, JENKO, Janez. Parentage verification using imputed microsatellite and SNP data in Slvoenian brown swiss population. V: Proceedings of the 2016 Interbull Meeting, Puerto Varas, Chile, October 24 - 28, 2016, (INTERBULL Bulletin, ISSN 2001-340X, No. 50, 2016). [Uppsala: Interbull Centre. 2016], str. 108-110. https://journal.interbull.org/index.php/ib/article/view/1398

 

 

Molekulske analize v čebelarstvu

 

V skupini za čebelarstvo v raziskovalnem delu na podlagi genetskih analiz raziskujemo možnosti rutinske genotipizacije porekla matic ter genetsko določanje entomološkega izvora kot orodje za zaznavanje potvorb medu ter produktov, ki vsebujejo surovine čebeljega izvora.

Izbrane objave

 

MOŠKRIČ, Ajda, MOLE, Katarina, DOVČ, Peter, PREŠERN, Janez. Izolacija dednine iz neinvazivnih bioloških virov pri maticah kranjske čebele (Apis mellifera carnica) = Isolation of genomic dna from non-invasive samples of carniolan honey bee queens (Apis mellifera carnica). V: SMODIŠ ŠKERL, Maja Ivana (ur.), MOŠKRIČ, Ajda (ur.). Zbornik referatov = Book of proceedings, 3. Znanstveno posvetovanje o čebelah in čebelarstvu [tudi] Poklukarjevi dnevi, Ljubljana, 4.-5. oktober 2018 = 3rd Scientific Symposium on Bees and Beekeeping [being] Poklukar's Days, in Ljubljana, 4th-5th October 2018. Ljubljana: Slovensko akademsko čebelarsko društvo: Kmetijski inštitut Slovenije. 2018, str. 85-92. http://www.kis.si/f/docs/Poklukarjevi_dnevi_2018/ZBORNIK_PRISPEVKOV_PD_2018.pdf.

 

Kmetijski inštitut Slovenije

Hacquetova ulica 17 
SI-1000 Ljubljana 

Tel.: (0)1 280 52 62 

ID št. za DDV:  SI23887729

Pravna obvestila Kolofon Kontakti Kazalo Upravljanje piškotkov
Oblikovanje in izdelava Kabi d.o.o.