Zainteresowania naukowe Zakładu 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 analizom sekwencji DNA rozwijane są możliwości rekonstrukcji filogenetycznych opartych o geny metabolizmu wtórnego. Jednocześnie badany jest wpływ biotycznych i abiotycznych czynników stresowych na metabolizm grzyba. Kolejny 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 zdolnościami grzybów entomopatogenicznych do biotransformacji związków bioaktywnych oraz ich potencjalnym wykorzystaniem w biotechnologii.

• 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

• 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.
   

• 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,
• Interakcja Fusarium z roślinami szparaga – w szczególności aspekt metabolomiczny i molekularny.

Wybrane publikacje

• Urbaniak M., Waśkiewicz A., Koczyk G., Błaszczyk L., Stępień Ł. (2020). Divergence of beauvericin synthase gene among Fusarium and Trichoderma species. Journal of Fungi, 6: 288.
• Stępień Ł., Lalak-Kańczugowska J. 2021. Signaling pathways involved in virulence and stress response of plant pathogenic Fusarium species. Fungal Biology Reviews, 35, 27-39.
• Manawasinghe I.S., Phillips A.J.L., Xu J., Balasuriya A., Hyde K.D., Stępień Ł., Harishchandra D.L., Karunarathna A., Yan J., Weerasinghe J., Mei L., Dong Z., Cheewangkoon R. (2021). Defining a species in plant pathology: beyond the species level. Fungal Diversity, DOI: 10.1007/s13225-021-00481-x.
• Perincherry L., Urbaniak M., Pawłowicz I., Kotowska K., Waśkiewicz A., Stępień Ł. 2021. Dynamics of Fusarium Mycotoxins and Lytic Enzymes during Pea Plants’ Infection. International Journal of Molecular Sciences, 22, 9888.
• Bryła M., Stępniewska S., Modrzewska M., Waśkiewicz A.,Podolska G., Ksieniewicz-Woźniak E., Yoshinari T., Stępień Ł., Urbaniak M., Roszko M., Gwiazdowski R., Kanabus J., Pierzgalski A. 2022. Dynamics of deoxynivalenol and nivalenol glucosylation in wheat cultivars infected with Fusarium culmorum in the field conditions – a three years study (2018-2020), Journal of Agricultural and Food Chemistry, 70, 14, 4291-4302.

Projekty badawcze

• Nr projektu:  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
  Typ: OPUS 13
  Okres realizacji: 9 lutego 2018 - 8 grudnia 2022

• Nr projektu:  NCN 2021/43/B/NZ9/02701
  Tytuł projektu: Specyficznośćregulacji interakcji Fusarium-szparag przez metabolity i hormony żywiciela produkowane podczas infekcji
  Kierownik projektu: Ł. Stępień
  Typ: OPUS 22
  Okres realizacji: 27 czerwca 2022 – 26 czerwca 2026