Notice: Undefined index: alias in /home/people/clients/igrpan/igrwww/www_prod/modules/MleCMS/MleCMS.module.php on line 302
Zespół Interakcji Roślina-Patogen
Na skróty

Zespół Interakcji Roślina-Patogen

Lider

dr hab. Łukasz Stępień, prof. IGR PAN

 

Skład

dr Justyna Lalak-Kańczugowska
mgr inż. Monika Urbaniak (doktorantka)
mgr Natalia Witaszak (doktorantka)
mgr Lakshmipriya Perrincherry (doktorantka)

 

Zainteresowania naukowe zespołu od kilku lat koncentrują się wokół grzybów patogenicznych w stosunku do roślin uprawnych. Najczęściej są to toksynotwórcze gatunki z rodzaju Fusarium izolowane corocznie z takich gatunków roślin jak pszenica, kukurydza, czosnek, czy szparag. Głównym celem badań jest analiza genetycznych podstaw biosyntezy poszczególnych mykotoksyn przez różne gatunki patogenów, a także poznanie elementów wpływających na regulację aktywności tych szlaków metabolicznych. Ponadto dzięki wykorzystaniu analizy sekwencji DNA rozwijane są możliwości rekonstrukcji filogenetycznych opartych o geny metabolizmu wtórnego. Jednocześnie badany jest wpływ biotycznych i abiotycznych czynników stresowych na metabolizm grzyba. Ostatnio podjęty wątek zmierza do poznania roli mykotoksyn i enzymów litycznych oraz molekularnych mechanizmów komunikacji roślina-patogen w procesie infekcji organizmu gospodarza. Równolegle prowadzone są badania nad grupą grzybów entomopatogenicznych i ich potencjalnym wykorzystaniem biotechnologicznym.

 

Profil badawczy

  • Identyfikacja i charakterystyka molekularna grzybów patogenicznych w stosunku do roślin i owadów.
  • Analiza zdolności toksynotwórczych grzybów Fusarium: identyfikacja genów z poszczególnych szlaków metabolicznych, badanie poziomu ich ekspresji oraz analiza ilościowa mykotoksyn syntetyzowanych w warunkach in vitro.
  • Ocena aktywności enzymów z grupy CWDE syntetyzowanych przez grzyby patogeniczne oraz aktywności transkrypcyjnej genów kodujących te enzymy.
  • Identyfikacja związków bioaktywnych syntetyzowanych przez grzyby i rośliny, biorących udział w molekularnej komunikacji pomiędzy patogenem i gospodarzem.

 

Metody

  • izolacja grzybów z próbek środowiskowych i prowadzenie ich kultur na podłożach stałych i płynnych,
  • identyfikacja mikroskopowa gatunków grzybów patogenicznych,
  • analiza markerów  SCAR, AFLP, SSR, klonowanie i sekwencjonowanie fragmentów DNA, analiza ekspresji wybranych genów metodą qRT-PCR,
  • analiza wybranych aktywności enzymatycznych metodami spektrofotometrycznymi,
  • identyfikacja roślinnych i grzybowych metabolitów wtórnych metodami UPLC i HPLC-MS.

 

Obecnie prowadzone prace badawcze

  • Toksynotwórcze gatunki Fusarium – charakterystyka zmienności wewnątrz- i międzygatunkowej w obrębie klastrów genów biosyntezy mykotoksyn,
  • Analiza ewolucji klastra genów warunkującego biosyntezę cyklicznych peptydów przez grzyby Fusarium, Trichoderma, Beauveria i inne,
  • Metabolity roślinne oraz czynniki abiotyczne wywołujące u Fusarium proliferatum odpowiedź na stres.

 

Wybrane publikacje

  • Stępień Ł., Waśkiewicz A., Wilman K. (2015).Host extract modulates metabolism and fumonisin biosynthesis by the plant-pathogenic fungus Fusarium proliferatum. International Journal of Food Microbiology 193: 74-81
  • Czembor E., Stępień Ł., Waśkiewicz A. (2015). Effect of Environmental Factors on Fusarium Species and Associated Mycotoxins in Maize Grain Grown in Poland. PLoS ONE 10: e0133644
  • Stępień Ł., Waśkiewicz A., Urbaniak M. (2016). Wildly growing asparagus (Asparagus officinalis L.) hosts pathogenic Fusarium species and accumulates their mycotoxins. Microbial Ecology 71: 927-937
  • Górna K., Pawłowicz I., Waśkiewicz A., Stępień Ł. (2016). Fusarium proliferatum strains change fumonisin biosynthesis and accumulation when exposed to host plant extracts. Fungal Biology 120: 884-893
  • Gálvez L., Urbaniak M., Waśkiewicz A., Stępień Ł., Palmero D. (2017). Fusarium proliferatum - causal agent of garlic bulb rot in Spain: genetic variability and mycotoxin production. Food Microbiology 67: 41-48.
  • Kozłowska E., Urbaniak M., Kancelista A., Dymarska M., Kostrzewa-Susłow E., Stępień Ł., Janeczko T. (2017). Biotransformation of dehydroepiandrosterone (DHEA) by environmental strains of filamentous fungi. RSC Advances 7: 31493
  • Kozłowska E., Hoc N., Sycz J., Urbaniak M., Dymarska M., Grzeszczuk J., Kostrzewa-Susłow E., Stępień Ł., Pląskowska E., Janeczko T. (2018). Biotransformation of steroids by entomopathogenic strains of Isaria farinosa. Microbial Cell Factories 17: 71
  • Kozłowska E., Urbaniak M., Hoc N., Grzeszczuk J., Dymarska M., Stępień Ł., Pląskowska E., Kostrzewa-Susłow E., Janeczko T. (2018). Cascade biotransformation of dehydroepiandrosterone (DHEA) by Beauveria species. Scientific Reports 8: 13449
  • Kasprzycka A., Lalak-Kańczugowska J., Tys J. (2018). Flammulina velutipes treatment of non-sterile tall wheat grass for enhancing biodegradability and methane production. Bioresource Technology 263: 660-664
  • Gryszczyńska A., Dreger M., Piasecka A., Kachlicki P., Witaszak N., Sawikowska A., Ożarowski M., Opala B., Łowicki Z., Pietrowiak A., Miklaś M., Mikołajczak P.Ł., Wielgus K. (2018). Qualitative and quantitative analyses of bioactive compounds from ex vitro Chamaenerion angustifolium (L.) (Epilobium angustifolium) herb in different harvest times. Industrial Crops and Products 123: 208-220
  • Góral T., Wiśniewska H., Ochodzki P., Nielsen L.K., Walentyn-Góral D., Stępień Ł. (2019). Relationship between Fusarium head infection, kernel damage, concentration of Fusarium biomass and Fusarium metabolites in grain of winter wheat breeding lines inoculated with Fusarium culmorum. Toxins 11: 2

 

Projekty badawcze

  • Nr projektu: OPUS 2014/15/B/NZ9/01544
    Tytuł projektu: Genetyczne podstawy biosyntezy cyklicznych peptydów przez patogeniczne grzyby z rzędu Hypocreales
    Kierownik projektu: Ł. Stępień
    Okres realizacji: 13 lipca 2015 - 12 stycznia 2019
  • Nr projektu: OPUS 2015/17/B/NZ9/03577
    Tytuł projektu: Roślinne związki bioaktywne indukujące odpowiedź na stres u patogenicznego grzyba Fusarium proliferatum
    Kierownik projektu: Ł. Stępień
    Okres realizacji: 18 stycznia 2016 - 17 lipca 2019
  • Nr projektu: PRELUDIUM 2017/25/N/NZ9/02525
    Tytuł projektu: Zmienność potencjału biosyntezy depsipeptydów pod wpływem czynników regulacyjnych wśród przedstawicieli fito- i entomopatogenów u Hypocreales
    Kierownik projektu: M. Urbaniak
    Okres realizacji: 21 lutego 2018 - 20 lutego 2020
  • Nr projektu: OPUS 2017/25/B/NZ9/01210
    Tytuł projektu: Role enzymów litycznych i mykotoksyn wytwarzanych przez grzyby Fusarium w procesie patogenezy, oraz metabolitów odpowiedzialnych za odpowiedź obronną roślin
    Kierownik projektu: Ł. Stępień
    Okres realizacji: 9 lutego 2018 - 8 lutego 2021