Katedra Biologii Roślin i Biotechnologii (KBRiB) jest jednostką badawczo-dydaktyczną, której działalność jest ukierunkowana na realizację badań podstawowych dotyczących roślin uprawnych, w tym genetycznych, biochemicznych i komórkowych mechanizmów ich rozwoju, reakcji na czynniki środowiskowe i stresowe. Jest odpowiedzią na aktualne wyzwania związane z transferem wiedzy i innowacyjnych technologii do gospodarki w zakresie wspomagania procesu doskonalenia odmian uprawnych, opracowywania metod i środków wykorzystywanych w zrównoważonej i proekologicznej produkcji oraz pozyskiwania plonu charakteryzującego się wysoką wartością prozdrowotną. Ponadto, w KBRiB rozwijane są badania nad wykorzystaniem organizmów, drobnoustrojów pro- i eukariotycznych oraz roślin, do remediacji substancji toksycznych ze środowiska glebowego i wodnego.
Działalność KBRiB prowadzona jest w ramach trzech zespołów badawczo-dydaktycznych tj. Zespołu Biochemii, Zespołu Genetyki Roślin oraz Zespołu Żywienia Roślin, które odpowiadają realizowaną tematyką badawczą i dydaktyczną, a także składem osobowym, wcześniejszym zakładom Instytutu Biologii Roślin i Biotechnologii (IBRiB; 2014-2019) tj. Zakładowi Biochemii, Zakładowi Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa oraz Zakładowi Żywienia Roślin. Zakłady te zostały przekształcone w KBRiB w 2019 r.
Główna infrastruktura badawcza KBRiB zorganizowana jest w 6 zespołach laboratoryjnych:
- Laboratorium Biochemiczne
(analiza biochemiczna roślin oraz innych materiałów przy użyciu spektroskopii UV-VIS, fluorymetrii, spektrometrii EPR; elektroforeza SDS-PAGE, DGGE, 2-DE, zymografia; chromatografia cieczowa HPLC, FPLC i gazowa GC-MS)
- Laboratorium Biotechnologii Środowiska i Mikrobiologii
(badania kultur bakterii i drożdży z wykorzystaniem bioreaktorów i fermentorów laboratoryjnych oraz prowadzenie bioprocesów w skali półtechnicznej)
- Laboratorium Analiz Molekularnych
(analiza materiału genetycznego przy użyciu technik PCR i qPCR, elektroforezy DNA, RNA i białek; hybrydyzacji Southern, Northern, Western; analiza bioinformatyczna danych sekwencjonowania NGS genomów i transkryptomów)
- Laboratorium Kultur In Vitro i Cytologii
(badania protoplastów, komórek i tkanek roślin z wykorzystaniem kultur in vitro i mikroskopii: komory z laminarnym przepływem powietrza i fitotrony do kultur in vitro, elektroporator do fuzji i elektroporacji komórek, mikroskopy świetlne i fluorescencyjne, mikroskop odwrócony i z mikromanipulatorem)
- Laboratorium Hodowlano-Nasienne
(badania zmienności materiałów hodowlanych i jakości materiału siewnego z wykorzystaniem komór wegetacyjnych z kontrolowaną temperaturą, cieplarek i kiełkownika oraz urządzeń do oczyszczania, liczenia, płukania i kondycjonowania nasion)
- Laboratorium Żywienia Roślin
(badania właściwości fizyko-chemicznych gleb i podłoży, składu mineralnego roślin oraz zawartości związków decydujących o ich jakości z wykorzystaniem technik spektrometrii mas ICP-OES, płomieniowej absorpcji atomowej AAS, analizatora wstrzykowo-przepływowego FIA, technik fotometrycznych z wykorzystaniem analizatora dyskretnego Seal, systemu oznaczania azotu metodą Kjeldahla, elektroforezy kapilarnej)
Katedra współpracuje także z Laboratorium Spektrometrii Mas (LSM), jednostką pomocniczą Wydziału, udostępniając część swojej infrastruktury badawczej oraz korzystając z unikalnej i nowoczesnej aparatury analitycznej będącej na wyposażeniu LSM.
Zaplecze do uprawy roślin dla celów badawczych i dydaktycznych stanowią komory fitotronowe, tunel foliowy i obiekt szklarniowy zlokalizowane na terenie Wydziału i przystosowane do uprawy również w pojemnikach na stołach przesuwnych oraz w otwartym i zamkniętym systemie hydroponicznym. Wykorzystywane są w nich także izolatory do kontrolowanego zapylania roślin nasiennych. Katedra dysponuje ponadto polem doświadczalnym zlokalizowanym w stacji doświadczalnej UR w Prusach. Poletka doświadczalne służą do prowadzenia prac badawczych i zajęć dydaktycznych z zakresu genetyki, hodowli roślin i nasiennictwa warzyw.
Pracownicy KBRiB prowadzą badania we współpracy z uniwersyteckimi i badawczymi ośrodkami krajowymi m.in.:
· Akademia Górniczo Hutnicza w Krakowie
· Politechnika Łódzka
· Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
· Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
· Uniwersytet Gdański
· Uniwersytet A. Mickiewicza w Poznaniu
· Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
· Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
· Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
· Uniwersytet Rzeszowski
· Uniwersytet Śląski w Katowicach
· Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy
· Uniwersytet Wrocławski
· Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
· Główny Instytut Górnictwa w Katowicach
· Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi
· Instytut Fizjologii Roślin PAN w Krakowie
· Instytut Nafty i Gazu PIB w Krakowie
· Małopolskie Centrum Biotechnologii UJ w Krakowie
zagranicznymi m.in.:
· Bułgaria - Agricultural University, Plovdiv
· Czechy – G. Mendel University, Brno
· Francja - Universite de Perpignan via Domitia
· Litwa - Aleksandras Stulginskis University, Kaunas
· Luksemburg - Luxembourg Institute of Science and Technology
· Niemcy - Julius Kuehn Institute, Quedlinburg i Darmstadt
· Słowacja - University of Agriculture in Nitra, Nitra
· Słowenia - University of Lubljana, Lubljana
· Ukraina - Ukrainian Academy of Sciences, Lwów
· USA - University of Wisconsin w Madison, University of Maryland w Washington, North Carolina State University
· Włochy - Italian Council of Research, Bari
Od wielu lat utrzymywana jest także ścisła współpraca z podmiotami gospodarczymi umożliwiająca podejmowanie aktualnych problemów zarówno mających charakter badań podstawowych jak i aplikacyjnych. Współpraca prowadzona jest z m.in. z:
· spółkami hodowlano-nasiennymi (Krakowska Hodowla i Nasiennictwo Ogrodnicze POLAN, PlantiCo Zielonki, Spójnia Nochowo, Kutnowska Hodowla Buraka Cukrowego w Straszkowie, Niwa Hodowla Roślin Jagodowych w Brzeznej),
· producentami nawozów i stymulatorów rozwoju roślin (Grupa Azoty, Intermag, Trade Corporation International, Vertigo, TimacAgro Polska, ICB Pharma, Agrarius)
- firmami wdrażającymi biologiczne metody oczyszczania środowiska (KrakEkobau, Petroster)
- producentami żywności (Grupa Producentów Owoców i Warzyw Klimowicz, Z. H. Export-Import Marek Lisak, Piekarnia "Rogalik" SC. Joanna Lisak-Piątek i Marek Lisak)
- podmiotami zajmującymi się doradztwem i diagnostyką dla producentów owoców i warzyw - Agro Smart Lab, Małopolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Karniowicach, Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie.
DYDAKTYKA
Szeroki zakres tematyczny prowadzonych badań znajduje odzwierciedlenie w różnorodności zajęć dydaktycznych oferowanych w ramach różnych kierunków studiów, w tym międzynarodowych, prowadzonych przez Wydział. Pracownicy KBRiB koordynują przedmioty i prowadzą zajęcia na kierunkach I i II stopnia studiów stacjonarnych i niestacjonarnych, głównie:
· Biotechnologia,
· Ogrodnictwo,
· Technologia Roślin Leczniczych i Prozdrowotnych
oraz na kierunkach międzynarodowych:
· Environmental and Plant Biotechnology,
· International Master of Horticultural Science.
Prowadzą także wybrane zajęcia na innych kierunkach i studiach podyplomowych prowadzonych w Uczelni. Corocznie realizują zajęcia w j. angielskim dla studentów w ramach programu wymiany międzynarodowej Erasmus. W KBRiB realizowane są ponadto indywidualne praktyki i staże uczniów szkół ponadpodstawowych, studentów i absolwentów zarówno z Polski jak i zagranicy.
Nauczyciele i doktoranci przygotowują i realizują warsztaty tematyczne dla młodzieży szkolnej oraz aktywnie działają na rzecz upowszechniania wiedzy w trakcie wydarzeń m.in. takich jak Festiwal Nauki czy Małopolska Noc Naukowców.
Główne zakresy tematyczne prowadzonych przedmiotów:
Biochemia Biofizyka Genetyka Cytogenetyka Biologia molekularna Inżynieria genetyczna Mikrobiologia Biologia komórki Embriologia roślin Biologia rozwoju roślin Biologia nasion |
Gleboznawstwo Uprawa roli i żywienie roślin Nawożenie roślin ogrodniczych Bezglebowe technologie uprawy roślin Proekologiczna uprawa roli i roślin Biostymulacja i biofortyfikacja roślin Ocena jakości surowców ogrodniczych i zielarskich Hodowla roślin Nasiennictwo |
Analiza instrumentalna Biotechnologia środowiska Biotechnologia roślin Kultury in vitro roślin Transgenika roślin
Bioinformatyka Genomika Filogenetyka Statystyka i doświadczalnictwo
|
Przedmioty realizowane w j. angielskim na kierunkach międzynarodowych i w ramach programu wymiany Erasmus+:
Biochemistry Molecular biology Introduction to proteomics Genetic engineering Embryology of flowering plants Sustainable horticulture systems Environmental biotechnology Bioremediation and soil reclamation |
Crop improvement Plant in vitro cultures Instrumental analysis Bioinformatics Plant genomics Computer assisted analysis of biological experiments |
KIERUNKI BADAŃ
Zespół Biochemii
Badania zespołu koncentrują się na zagadnieniach biotechnologii i biochemii środowiskowej w zakresie przemian ksenobiotyków jednowęglowych, zanieczyszczeń antropogenicznych, węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz ich pochodnych, a także wybranych metali ciężkich. Prowadzą do poznania mechanizmów bioremediacji oraz wdrażania opracowanych technologii biologicznej likwidacji zanieczyszczeń uciążliwych ścieków przemysłowych, gleb i osadów. Wykorzystywane są gatunki i izolaty środowiskowe drobnoustrojów pro- i eukariotycznych oraz wytwarzane specjalistyczne konsorcja mikroorganizmów, działające synergistycznie i zdolne do biologicznego rozkładu szerokiego spektrum zanieczyszczeń. Badania obejmują także wykorzystanie roślin (fitoremediacja). Prowadzone są także analizy mikrobioty glebowej, w tym pożytecznych bakterii z grupy PGPM (ang. plant growth-promoting microorganisms), drobnoustrojów strefy korzeniowej roślin (ryzosfery), bakterii fermentacji kwasu mlekowego podczas produkcji kiszonek oraz mikroorganizmów kolonizujących środowiska gleb zdegradowanych i zanieczyszczonych. W Zespole prowadzone są także badania dotyczące występowania związków o właściwościach antyoksydacyjnych w owocach i warzywach, a w szczególności ważnych dla zdrowia człowieka karotenoidów i związków fenolowych. Wykorzystywane są techniki chromatografii gazowej i cieczowej, elektroforezy oraz spektroskopii UV-VIS, fluorymetrii i spektrometrii EPR. Na wyposażeniu warsztatu badawczego znajduje się także zestaw aparatów – bioreaktorów do prowadzenia hodowli mikrobiologicznych na skalę zarówno laboratoryjną, jak i półtechniczną.
Główne tematy badawcze dotyczą:
· poznania mechanizmów biochemicznych przemian ksenobiotyków: związków jednowęglowych (metanol, formaldehyd), ftalanów, barwników azowych, wybranych środków ochrony roślin (herbicydów), innych węglowodorów oraz substancji z grupy EDC (ang. endocrine disrupting chemicals) u niekonwencjonalnych drożdży i bakterii środowiskowych,
· opracowania składu i warunków hodowli konsorcjów mikroorganizmów aktywnie degradujących związki alifatyczne i aromatyczne, w tym wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne oraz ich pochodne,
· bioremediacji zanieczyszczeń organicznych, w tym związków ropopochodnych, w środowiskach gruntowo-wodnych poprzez opracowanie optymalizowanych biotechnologii z wykorzystaniem drobnoustrojów pro- i eukariotycznych,
· bioremediacji oraz fitoremediacji gleb i wód skażonych metalami ciężkimi, zwłaszcza związkami kadmu i chromu,
· optymalizacji oczyszczania ścieków przemysłowych – uciążliwych odcieków przemysłu chemicznego i eutrofizowanych cieczy pofermentacyjnych produkcji biometanu i biowodoru,
· charakterystyki mikrobioty glebowej, środowisk zanieczyszczonych antropogenicznie, ryzosfery roślin, materiału kiszonkarskiego,
· biologicznej stabilizacji drobnoustrojów glebowych na nośnikach mineralnych i granulatach utworzonych z osadów ściekowych i dennych,
· analizy istotnych składników żywności funkcjonalnej w produktach ogrodniczych pod względem zawartości i aktywności antyoksydantów, w tym karotenoidów i związków fenolowych,
· proteomiki i lipidomiki bakterii, drożdży, mikroskopowych glonów oraz wybranych roślin.
Zespół Genetyki Roślin
Badania zespołu koncentrują się na tematyce związanej z szeroko rozumianą genetyką i biotechnologią roślin. Tematy badawcze ukierunkowane są na poznanie genetycznych podstaw mechanizmów rozwoju i funkcjonowania roślin uprawnych oraz wykorzystaniu wiedzy i osiągnięć biotechnologii dla potrzeb doskonalenia roślin uprawnych. Badania prowadzone są w zakresie genetyki, genomiki, cytogenetyki, nasiennictwa i hodowli odmian warzyw, głównie marchwi, kapust, cebuli i czosnku, buraka ćwikłowego, pomidora i ogórka, a także wybranych ważnych gospodarczo gatunków roślin uprawnych, w tym buraka cukrowego i łubinu oraz dzikich gatunków pokrewnych. W badaniach wykorzystywane są techniki mikroskopowe, analiz DNA, RNA i białek, zarówno jakościowe jak i ilościowe, inżynierii kwasów nukleinowych, najnowsze techniki kultur in vitro, kontrolowanego zapylenia i reprodukcji, testowania reakcji na stresy abiotyczne i biotyczne oraz oceny i uszlachetniania nasion. Ponadto, wykorzystywane są zaawansowane metody bioinformatyczne analizy danych sekwencyjnych, w tym uzyskanych z projektów z wykorzystaniem technik sekwencjonowania nowej generacji (Next Generation Sequencing) czy mapowania asocjacyjnego.
Główne tematy badawcze dotyczą:
· mikrorozmnażania i odwirusowywania materiału roślinnego z zastosowaniem kultur in vitro,
· hybrydyzacji somatycznej na drodze fuzji protoplastów w kulturach in vitro i tworzenia mieszańców somatycznych,
· indukcji androgenezy oraz rozwoju roślin haploidalnych i podwojonych haploidów,
· indukcji kwitnienia w warunkach kultur in vitro,
· funkcji wybranych genów związanych z ważnymi cechami użytkowymi, odpornością na choroby i reakcją na czynniki stresowe m.in. zasolenie podłoża i hipoksję,
· zróżnicowania genetycznego i występowania wariantów allelicznych sprzężonych z cechami użytkowymi, odpornością na choroby i tolerancją na stres abiotyczny,
· opracowania markerów molekularnych sprzężonych z genami warunkującymi cechy użytkowe roślin oraz cechy związane z reprodukcją i odpornością,
· występowania, struktury i funkcji ruchomych elementów genetycznych oraz czynników stresowych wpływających na ich mobilizację,
· struktury kariotypu,
· ukierunkowanej edycji genomu przy użyciu białek Cas i kompleksów białkowo-rybonukleinowych,
· wpływu uszlachetniania nasion na ich wartość siewną i potrzeb nawodnieniowych roślin uprawnych.
Zespół Żywienia Roślin
Badania zespołu koncentrują się na tematyce związanej z szeroko rozumianym żywieniem roślin uprawnych i efektami tego żywienia na funkcjonowanie roślin i zdrowie człowieka. Prowadzone jest diagnozowanie potrzeb nawozowych roślin ogrodniczych, badanie zależności pomiędzy żywieniem roślin a jakością plonu, określanie wpływu właściwości fizycznych i chemicznych gleb i podłoży oraz nowych środków nawozowych i stymulujących na rozwój roślin, plonowanie i wartość biologiczną plonów. Badania obejmują także podłoża w aspekcie optymalizacji ich właściwości fizyko-chemicznych, wykorzystania materiałów odpadowych w uprawie roślin pod osłonami oraz w technologii zielonych dachów. Badania prowadzone są dla roślin uprawianych w glebie, w pojemnikach pod osłonami oraz w systemie bezglebowym z otwartym i zamkniętym obiegiem pożywki. Badania obejmują zarówno gatunki uprawne o znaczeniu gospodarczym, głównie rośliny warzywne i sadownicze, jak i gatunki wykorzystywane do założeń terenów zielonych, w tym zielonych dachów. Ukierunkowane są na wdrażanie nowoczesnych rozwiązań spełniających proekologiczne wymagania zrównoważonej produkcji rolniczej i ogrodniczej. Analizy gleby, podłoży i roślin prowadzone są pod kątem m.in. zawartości makro- i mikroelementów oraz pierwiastków śladowych i metali ciężkich z wykorzystaniem technik m.in. spektrometrii mas ICP-OES, elektroforezy kapilarnej i chromatografii cieczowej.
Główne tematy badawcze dotyczą:
· optymalizacji mineralnego żywienia roślin w uprawach tradycyjnych oraz bezglebowych,
· opracowania oraz badania właściwości i działania nowych środków przeznaczonych do nawożenia mineralnego, w tym szkieł mikroelementowych,
· opracowywania syntetycznych i naturalnych inhibitorów nitryfikacji,
· obiegu węgla i pierwiastków w agroekosystemie ekologicznych tuneli foliowych,
· stosowania nawozów zielonych oraz zmianowania w ekologicznej uprawie warzyw w tunelach foliowych jako sposób na poprawę właściwości fizykochemicznych gleby oraz zwiększenie produktywności i zdrowotności roślin,
· doskonalenia technik bezglebowej uprawy roślin, doboru podłoży i pożywki,
· wykorzystania biowęgla i biodegradowalnych wyrobów włóknistych w rolnictwie,
· biostymulacji rozwoju roślin z wykorzystaniem bakterii mikoryzowych oraz stosowania efektywnych mikroorganizmów glebowych na nośnikach mineralnych,
· biofortyfikacji roślin uprawnych w pierwiastki deficytowe o istotnym znaczeniu dla zdrowia człowieka oraz poznania szlaków metabolicznych i genów roślinnych związanych z ich konwersją w roślinach,
· stosowania oraz doboru podłoży mineralnych oraz gatunków roślin do tworzenia zielonych dachów.
![](/foto_pr/5c5a83d1b6393rafal_baranski.jpg)
prof. dr hab. inż. Rafał Barański
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
prof. dr hab. inż. Dariusz Grzebelus
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
prof. dr hab. inż. Sylwester Smoleń
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Iwona Domagała-Świątkiewicz, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Ewa Grzebelus, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Barbara Jagosz, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. Paweł Kaszycki, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Agnieszka Kiełkowska, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Iwona Kowalska, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Alicja Macko-Podgórni, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. Marek Szklarczyk, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr Pablo Cavagnaro, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Małgorzata Czernicka, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Magdalena Klimek-Chodacka, prof. URK
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr hab. inż. Agnieszka Lis-Krzyścin
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr Monika Hałat
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr Anna Kostecka-Gugała
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Iwona Ledwożyw-Smoleń
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Emilia Morańska
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Przemysław Petryszak
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Katarzyna Stelmach-Wityk
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Paulina Supel
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
dr inż. Dominika Grabowska
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Dorota Chachlowska
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Ewelina Ciepłak
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Urszula Czech
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Beata Domnicz
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr Agnieszka Jarosz
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Agnieszka Kumór
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Marta Nowicka
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Magdalena Nuckowska
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Katarzyna Sapek
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Kamil Szymonik
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Magdalena Warias
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
mgr inż. Karolina Witczak
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
inż. Krzysztof Bialikiewicz
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
Przemysław Albiński
![](/foto_pr/nieznany2.jpg)
Kacper Ożóg
tel.: 12 662 51-87
e-mail: kbrib@urk.edu.pl