Adaptacja i bioremediacja

Mechanizmy adaptacji roślin do wzrostu w dynamicznie zmieniających się warunkach środowiska mających podłoże naturalne, jak i antropogenne oraz możliwości wykorzystania znajomości tych mechanizmów w biotechnologii. W ramach zajęć szczególną uwagę poświęci się negatywnym aspektom prognozowanych zmian klimatu dla wegetacji roślin i ich bioróżnorodności oraz (w przypadku roślin uprawnych) możliwości zapobiegania skutkom podstawowych, abiotycznych stresów środowiskowych z pomocą metod biotechnologicznych.

Zagadnienia bio- i fitobioremediacji pozwolą na przybliżenie problemów związanych ze skażeniem środowiska naturalnego oraz z ich biodegradacją. Przekaz dydaktyczny obejmuje nowoczesne metody biotechnologii unieszkodliwiania zanieczyszczeń oraz rekultywacji środowiska, jak również poznanie mechanizmów biochemicznych i genetycznych degradacji ksenobiotyków, w tym wykorzystanie organizmów genetycznie transformowanych do walki ze szczególnie uciążliwymi skażeniami środowiskowymi.

Wykłady:

Odporność roślin na warunki zimowe (zimotrwałość)

Odporność na niedobór wody

Odporność roślin na nadmiar wody

Technologie bioczyszczania środowiska i ich efekt ekonomiczny w Polsce i na świecie

Mechanizmy bioremediacji i fitoremediacji

Procesy fizyko-chemiczne wpływające na efektywność biooczyszczania

GMO w ochronie środowiska naturalnego

Biotechnologie usuwania ksenobiotyków i uwarunkowania środowiskowe (glebowe, klimatyczne), ekonomiczne oraz prawne ich stosowania w Polsce.

Ćwiczenia:

Wpływ hartowania na mróz na mrozoodporność roślin, potencjał wody w soku komórkowym oraz zawartość cukrów rozpuszczalnych u dwóch odmian pszenicy (pszenżyta) różniących się stopniem mrozoodporności

Aplikacja biocenoz mikroorganizmów bakteryjno-drożdżowych w procesie detoksyfikacji metanolu, formaldehydu oraz związków aromatycznych.

Kozłowska M., 2007. Fizjologia roślin. PWRiL.

Woźny A., Przybył K., 2007. Komórki roślinne w warunkach stresu t.1 cz. 1 i 2 (wyd. II). Wydawnictwo Naukowe UAM w Poznaniu.

Starck Z., Chołuj D., Niemyska B., 1995. Fizjologiczne reakcje roślin na niekorzystne czynniki środowiska, Wyd. SGGW, Warszawa.

Malepszy S. (red.) Biotechnologia roślin, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.

Ashraf M., Ozturk M., Ahmad M.S.A., 2010 Plant Adaptation and Phytoremediation, Springer.

Adney W.S., McMillan J.D., Mielenez J.R., Klasson K.T. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2008, Humana Press.

Kaszycki P., Czechowska K., Petryszak P., Kołoczek H. Konstrukcja efektywnych biocenoz degradujących formaldehyd i jego pochodne w uciążliwych ściekach przemysłowych Acta Scientiarum Polonorum Biotechnologia 2: 91-103, 2003.

Kaszycki P., Kołoczek H. Biodegradation of formaldehyde and its derivatives in industrial wastewater with methylotrophic yeast Hansenula polymorpha and with the yeast-bioaugmented activated sludge. Biodegradation 13: 91-99, 2002.

Kaszycki P., Krawczyk A., Kołoczek H., Solecki T. Zastosowanie nowatorskiej technologii oczyszczania gleby metodą biologiczną in situ w warunkach zagrożenia wód Dunajca. Inżynieria Ekologiczna 4: 9-14, 2001

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

- mechanizmy odporności roślin na wybrane abiotyczne czynniki środowiska oraz możliwości ich modyfikacji metodami biotechnologicznymi

- problemy związane ze skażeniem środowiska naturalnego oraz z ich biodegradacją praktyczne efekty wykorzystania unikalnych szlaków metabolicznych mikroorganizmów w walce o czyste środowisko naturalne

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

- wykorzystywać metody biotechnologiczne do poprawy odporności roślin na stresy środowiskowe

- znajdować potencjalne zastosowania wiedzy z zakresu odporności roślin na abiotyczne czynniki niekorzystne w biotechnologii środowiskowej

- określać mrozoodporność roślin poprzez określenie temperatury krytycznej

- mierzyć potencjał wody w próbkach biologicznych i środowiskowych metodą punktu rosy

- aplikować biocenozy mikroorganizmów bakteryjno-drożdżowych w procesie detoksyfikacji w procesie detoksyfikacji związków chemicznych

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

- oceny skutków wykonywania działalności z wykorzystaniem materiału biologicznego i narzędzi biotechnologicznych do poprawy tolerancji roślin na abiotyczne czynniki środowiska oraz wynikającego z nich ryzyka i działań zmierzających do jego ograniczenia

- oceny skutków wykonywania działalności z wykorzystaniem materiału biologicznego i narzędzi biotechnologicznych w procesie bio- i fitobioremediacji oraz wynikającego z nich ryzyka i działań zmierzających do jego ograniczenia

- podjęcia refleksji na temat skutków wykorzystywania mikroorganizmów modyfikowanych genetycznie w biotechnologii środowiska

- docenienia znaczenia doskonalenia roślin i drobnoustrojów dla zaspokojenia potrzeb człowieka z zachowaniem różnorodności biologicznej

Wykłady: egzamin pisemny w formie pytań otwartych (50%)

Ćwiczenia: wykonanie eksperymentu, rozwiązanie zadania problemowego (50%)

brak