Genetika és Biotechnológiai Intézet (GENI)

GBI LogoIntézet honlapja: http://gbi.mkk.szie.hu

Intézetigazgató:

Dr. Varga László, egyetemi docens
tel.: 28/522-069 , E-mail: Varga.Laszlo@mkk.szie.hu

Az intézet bemutatása:

Az Intézet küldetése, hogy megismertesse a hallgatókkal, hogyan is működnek a termesztett növényeink és tenyésztett állataink. Megtanítsa továbbá, hogy genetikai programjuk klasszikus és biotechnológiai módosítása milyen lehetőségeket ad, termesztési és tenyésztési teljesítményük javítására.

Az Intézet a Mezőgazdaság-és Környezettudományi Karon belül felelőse a Genetika, Mezőgazdasági biotechnológia és Növénynemesítés c. törzstárgyak oktatásának, BSc, MSc és PhD szinten. Az intézet a szakmai irányítója a Mezőgazdasági Biotechnológus mester (MSc) szaknak, a Növénygenetika és Nemesítés Szakirányú Továbbképzésnek (szakmérnöki), továbbá a Növénygenetika, Nemesítés és Biotechnológia PhD programnak.

Az Intézet által vezetett képzések hallgatói aktív, önálló kutatómunkát végeznek, és sikerrel vesznek részt az egyetemi, illetve az országos Tudományos Diákköri Konferenciákon. A végzett hallgatóknak lehetőségük van az Intézet által gondozott doktori programban való részvételre, a tudományos fokozat (PhD) megszerzésére.

A már korábban végzett mérnökök és biológusok számára (főiskola, egyetem) növénygenetikus szakmérnöki kurzusokat indítunk 2 éves levelező szakon.

Az Intézet fontosabb kutatási területeit a klasszikus és konvencionális növénynemesítés, a sejtgenetika- és szövettenyésztés, valamint a molekuláris genetika és molekuláris nemesítés jelentik. A növényi genomika és géntechnológia keretében a fontosabb szántóföldi és kertészeti fajok különböző génjeinek klónozásával, azonosításával és funkcióelemzésével foglalkozunk. A molekuláris genetikai és molekuláris növénynemesítés tudományterület legfontosabb kutatásai a molekuláris taxonómiával, arheogenetikával, markerek azonosításával, molekuláris ujjlenyomat vizsgálatokkal, stb. kapcsolatosak.

A posztgraduális oktatásunkat és kutatásainkat szoros együttműködésben végezzük számos hazai és külföldi intézménnyel, ahol graduális és posztgraduális hallgatóinknak lehetőségük van kutatásaik és tanulmányaik végzésére is.

Kutatási témák:

  • Gének és transzgének reaktiválása DNS demetilálással

Témavezető: Dr. Gyulai Gábor
A gsh1 gén relatív expressziós szintjét határoztuk meg qRT-PCR analízissel két transzgénikus szürkenyár (Populus × canescens) klónban az identikus nyár tipusban. Eredményeink alapján az egyik transzgénikus klónban (mely 60%-al alacsonyabb kópiaszámú transzgén-beépülést mutatott) a gshI transzgén expressziója extrém magas értéket mutatott a másikhoz képest, amely érték tovább növekedett a DHAC demetiláció indukciójával. A DHAC-indukció a nyár endogén gsh1-génexpressziós szintjére szignifikánsan hatékonyabb a nem-transzformált klónban, mint a transzformánsokban.

  • Paraquat-ellenálló szürkenyár (Populus x canescens) klónok szelekciója fitoremediációs alkalmazásra

Témavezető: Dr. Gyulai Gábor
Paraquat toleráns nyárfa (Populus x canescens) klónok szelekcióját végezzük in vitro kultúrában. A regeneránsokat szelekciós táptalajon történő tesztelés után felszaporítottuk, gyökeresítettük, üvegházban felneveltük. A molekuláris (qRT-PCR) és biokémiai elemzések (aszkorbát és glutation peroxidáz; glutation S-transzferáz; lipoxigenáz) igazolták egy rendkívül stabil paraquat toleráns klón sikeres szelekcióját. A klónokat az in vitro vizsgálatokat követően in situ teszteljük gyomírtószer maradványok toleranciájára.

  • Kultúrnövények evolúciója és archeogenetikája

Témavezető: Dr. Gyulai Gábor
Görög- és sárgadinnye (13, 15, 18. század) valamint köles (4, 15. század) magleletekből ősDNS-izolálunk, molekuláris (cpDNS –kloroplasztisz DNS and nSSR – nuclear simple sequence repeat) elemzést és fenotípusos fajtarekonstrukciót végzünk a mai termesztett fajtával való összehasonlításban. Az aktív primerek alkalmazásával szekvencia elemzést is végzünk. A középkori minták fajtarekonstrukciójához elkészítjük a mai fajta morfológiai dendrogramját fenotípusos bélyegek alapján.

  • Az Adh1 gén szervspecifikus expressziója autotetraploid kukoricában

Témavezető: Dr. Hajós Lászlóné
A szervspecifikus génexpresszió alapjául szolgáló mechanizmusok az alkohol-dehidrogenáz -1 (Adh1) gén esetében kevésbé ismertek. Autotetraploid Wf9 kukorica vonalunkban olyan mutáns Adh1-F allélt hordozó egyedeket találtunk, amelyeknél a scutellumban normális vagy néhány %-ban csökkent az ADH1 aktivitás, míg a pollenszemekben nem, vagy kevesebb, mint a vad típusúakéban. A DNS szekvenálás eredményei alapján a jelenséget egy Ds elem inszerciója miatt létrejött pontmutáció okozhatta. A fehérje szekvenálás alapján a Globulin1-S gén is érintett lehet a transzpozon tevékenységben.

  • Szójamagok egészség szempontjából fontos összetevőinek növelése növénynemesítéssel

Témavezető: Dr. Hajós Lászlóné
A legújabb kutatások szerint a szója nemcsak fontos fehérjeforrás, de számos krónikus betegség megelőzésében és gyógyításában is szerepet játszik. Krónikus gammabesugárzással előállított szójavonalainkban meghatároztuk a rák megelőzésében fontos szerepet játszó Kunitz (KTI) és a Bowman-Birk (BBI) inhibitorok mennyiségét a magban. A HPLC és az ICP analizisek szerint valamennyi E vitamin komponens tekintetében jelentős genetikai variabilitást, kedvező Ca, Fe és Zn tartalmat azonosítottunk a mutáns vonalakban.

  • A Fuzáriumos fertőzés rizikó tényezői a szárazság és a magas tőszám

Témavezető: Dr. Hajós Lászlóné
Magyarországon a talajban jelen lévő Fuzárium fajok a kukoricaszár bélszövetének károsodását, a növény érés előtti pusztulását és így jelentős termésveszteséget okoznak. Kísérleteink célja beltenyésztett kukorica vonalak és hibridjeik szárkorhadásának és csőpenész ellenállóságának vizsgálata száraz és öntözött viszonyok között. A szárkorhadás ellenállóságot természetes és mesterséges fertőzés után, a csőpenész ellenállóságot pedig három Fusarium fajjal történő mesterséges csőkezdemény és bibe fertőzés után értékeljük. Molekuláris munkát is tervezünk.

  • Markerekre alapozott szelekció kultúrnövényekben

Témavezető: Dr. Kiss Erzsébet
A tartós rezisztencia kialakítása, az egyes rezisztencia gének piramidálása, a major géneken kívül kvantitatív rezisztencia gének bevitele a legértékesebb genotípusokba megbízható molekuláris markerek nélkül nem valósítható meg. Célkitűzésünk lisztharmat és peronoszpóra rezisztenciagénekkel kapcsolt molekuláris markerek azonosítása és alkalmazása szőlőben; almában és rezisztenciát valamint hímsterilitást determináló génekkel kapcsolt markerek alkalmazása repcében.

  • Génfelfedezés, funkcionális genomika

Témavezető: Dr. Kiss Erzsébet
A genomanalízishez - mindaddig, amíg minden termesztett növényfaj fizikai térképe rendelkezésre nem áll - génizolálásra, az izolált gének funkciójának meghatározására, génexpressziós vizsgálatokra, transzgénikus növényelőállításra van szükség. Kutatási témánk molekuláris biológiai módszerek alkalmazásával (DNS, RNS analízisek, PCR:, TAIL, RT, kvantitatív), vektor-konstrukciók létrehozása, növénytranszformáció). szamóca érés-specifikus gének és promotereik azonosítása és funkcionális jellemzése.

  • DNS genoztipizálás, “molekuláris taxonómia”

Témavezető: Dr. Kiss Erzsébet
Kutatási témánk célja szőlő, alma és repce elismert fajták, nemesítési alapanyagok, génbanki tételek DNS genotipizálása és pedigréjének meghatározása molekuláris markerekkel. Az SSR markerekkel készített DNS ujjlenyomatok alkalmasak a fajták jellemzésére, megkülönböztetésére. A molekuláris elemzési adatokat a fajták eredetének elemzésére is alkalmazzuk, ami egyrészt megerősítheti néhány fajta ismert pedigréjét, másrészt felderíthet olyan szülő-utód kaopcsolatokat, amelyekre írásos dokumentumok nem állnak rendelkezésre.

Szakmai kapcsolatok:

  • Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Gödöllő
  • Gabonatermesztési Kutató Kft., Szeged
  • MTA Növényvédelmi Kutató Intézet, Budapest
  • PTE Szőlészeti és Borászati Kutató Intézet, Pécs
  • Debreceni Egyetem, Kutató Központ, Nyíregyháza
  • Agrobotanikai Centrum, Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal, Tápiószele
  • Katholieke Universiteit Leuven, Laboratory of Tropical Crop Improvement, Belgium
  • University of South Carolina, Columbia, USA
  • Auburn University, Auburn, Alabama, USA
  • Southwest Missouri State University, Missouri, USA
  • Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Montpellier, France