Instytut Genetyki Roślin PAN realizuje projekt PestSpace w ramach programu Interreg Baltic Sea Region

PestSpace

Projekt pomaga rolnikom, władzom i badaczom szybko wykrywać nowe szkodniki roślin i reagować na nie, wykorzystując sztuczną inteligencję i środowiskowe DNA, chroniąc uprawy i ekosystemy w regionie Morza Bałtyckiego.

Wraz ze zmianą klimatu w krajach regionu Morza Bałtyckiego pojawiają się nowe patogeny i szkodniki roślin uprawnych. Konieczne jest gromadzenie danych i monitorowanie ich występowania, szczególnie w okresie wzrostu i rozwoju ich roślin-gospodarzy. Opracowanie możliwych scenariuszy przyszłego występowania i szybkości zajmowania nowych obszarów możliwe jest wyłącznie na podstawie danych o aktualnych zasięgach ich występowania i biologii rozwoju. Istniejące i nowe dane wymagają skatalogowania i szybkiej analizy w celu opracowania strategii ograniczania ich występowania.

Celem projektu PestSpace pt. „Improving resilience to the spread of plant diseases via a regional Pest Common Data Space” jest wykorzystanie istniejących technologii do stworzenia systemu identyfikującego patogeny i szkodniki roślin uprawnych na podstawie środowiskowego DNA i zdjęć przesyłanych za pośrednictwem aplikacji mobilnej. Do identyfikacji poszczególnych chorób i szkodników zostaną wykorzystane metody uczenia maszynowego. Zgromadzone dane zostaną zapisane we wspólnej bazie danych na platformie PlutoF. Powstanie system wspierania decyzji powiadamiający producentów o istniejących zagrożeniach i wskazujący sposoby ich zwalczania. Badania będą prowadzone na pszenicy ozimej i bobiku.

Projekt uzyskano w konkursie typu Interreg dla krajów nadbałtyckich. Liderem projektu jest prof. Urmas Koljalg z Uniwersytetu w Tartu, Estonia. Partnerami z Polski są:

• Instytut Genetyki Roślin PAN
  
• Uniwersytet Warszawski
• Hodowla Roślin Smolice, Grupa IHAR

Kierownikiem części realizowanej w IGR PAN jest pani prof. dr hab. Małgorzata Jędryczka, czł. koresp. PAN.

Pozostali partnerzy to:

• Estońskie Centrum Badań i Wiedzy Rolniczej, Jõgeva, Estonia
• Instytut Zasobów Naturalnych, Helsinki, Finlandia
• Uniwersytet w Helsinkach, Finlandia
• Łotewski Uniwersytet Techniczno-Przyrodniczy, Jelgava, Łotwa
• Uniwersytet Vytautasa Magnusa, Kowno, Litwa

Projekt posiada ośmioro partnerów wspierających, w tym aż cztery organizacje z Polski:

• Agencja Promocji Rolnictwa i Agrobiznesu
  
• Kujawsko-Pomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego
• Główny Inspektorat Ochrony Roślin i Nasiennictwa, Centralne Laboratorium w Toruniu
• Firma agrochemiczna Innvigo

Organizacje te będą wspierać implementację projektu w praktyce i testować opracowane rozwiązania technologiczne oraz promować je w środowisku adeptów (uczniowie, studenci) i producentów rolniczych. 

Instytut Genetyki Roślin PAN w konsorcjum z Instytutem Genetyki Człowieka PAN realizuje projekt: „Integracyjna platforma multiomiczna oparta o wysokorozdzielczą spektrometrię mas do badań metabolomów i mikrobiomów z zaangażowaniem uczenia maszynowego” współfinansowanego przez Unię Europejską w ramach działania 2.4 w programie Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki nr FENG.02.04-IP.040025/24-00.

Celem projektu jest stworzenie innowacyjnej wysokoprzepustowej platformy bioanalitycznej i rozwój technik omicznych w badaniach biomedycznych, biologicznych i rolniczych, w szczególności badań nad mikrobiotą człowieka, roślin i środowiska. Platforma będzie wykorzystywała wysokoprzepustowe techniki hodowli mikroorganizmów prowadzone w warunkach tlenowych, beztlenowych i hipoksji oraz badania metabolomiczne, lipidomiczne i proteomiczne w celu pełnej charakterystyki biochemicznej mikrobiomu i poszukiwania biomarkerów.

Projekt koncentruje się na czterech głównych obszarach badawczych:

• Integracyjne badania biomedyczne nad mikrobiomem: projekt skupia się na badaniu roli mikrobiomu w zdrowiu i stanach chorobowych, w szczególności chorobach autoimmunologicznych i metabolicznych.
• Analizy multiomiczne w diagnostyce i biomedycynie: celem jest opracowanie nowych metod diagnostycznych i prognostycznych opartych na analizie danych multiomicznych.
• Mikrobiom i mykobiom roślin w zmieniającym się środowisku: projekt skupia się na badaniu roli mikrobiomu i mykobiomu roślin w kontekście odporności na stresy środowiskowe i ich wpływu na jakość plonów.
• Produkcja roślin o określonych cechach funkcjonalnych i biochemicznych: projekt skupia się na wykorzystywaniu metabolomiki i badań nad mikrobiomem do opracowania nowych strategii w produkcji roślin o pożądanych cechach, takich jak zmniejszona zawartość substancji antyżywieniowych.

W ramach zadania prowadzonego przez lidera projektu, IGR PAN, zostanie przeprowadzona modernizacja Laboratorium Multiomiki poprzez wyposażenie w nowoczesny wysokorozdzielczy spektrometr masowy z mobilnością jonową, obrazowaniem MS i sprzętem dodatkowym. Celem zadania prowadzonego przez IGC PAN jest doposażenie laboratorium hodowlanego w specjalistyczne komory hodowlane do wysokoprzepustowych hodowli in vitro. Natomiast połączenie technik wysokoprzepustowych z uczeniem maszynowym umożliwi kompleksową analizę danych, co otwiera nowe możliwości badawcze i diagnostyczne.

Powstająca platforma badawcza skierowana jest do naukowców prowadzących badania biologiczne, medyczne i rolnicze. Projekt przewiduje współpracę z innymi jednostkami naukowymi w Polsce i za granicą, jak również współpracę z podmiotami gospodarczymi z branży biomedycznej, farmaceutycznej, rolniczej i spożywczej.

Całkowity koszt realizacji Projektu wynosi 10 859 318.56 zł

Wysokość wkładu Funduszy Europejskich 6 730 424,66 zł

#FunduszeUE ,  #FunduszeEuropejskie

Instytut Genetyki Roślin PAN realizuje zadanie dofinansowane z funduszy celowych przeznaczonych na realizację inwestycji związanych z działalnością naukową jednostek pt. "Wielofunkcyjny aparat do pomiaru intensywności fotosyntezy".

Dofinansowanie: 648 809,38 zł

Całkowita wartość: 720 899,31 zł

Okres realizacji: 2024

Opis:

Wielofunkcyjny aparat do pomiaru intensywności fotosyntezy najnowszej generacji LI-6800F (LI-COR Inc.) jest nowoczesnym urządzeniem pomiarowym umożliwiającym jednoczesny, kompleksowy i zintegrowany pomiar kluczowych parametrów fotosyntezy - jednego z najważniejszych procesów życiowych roślin:
A) wymiany gazowej: asymilacja CO2, transpiracja, przewodność szparkowa, stężenie międzykomórkowego CO2, pochodne parametry, takie jak: fotosyntetyczny i chwilowy wskaźnik zużycia wody;
B) fluorescencji chlorofilu, w tym:
- fluorescencję początkową w trakcie utlenienia wszystkich centrów reakcji fotosystemu II - PSII (F0);
- fluorescencję maksymalną w trakcie zredukowania wszystkich centrów reakcji PSII (FM);
- fluorescencję zmienną (FV);
- maksymalną wydajność kwantową PSII (FV/FM);
- czas do osiągnięcia fluorescencji maksymalnej (TFM);
- strumień zaabsorbowanej energii w przeliczeniu na centrum reakcji RC lub wzbudzoną powierzchnię fotosyntetyzującej próbki CS (ABS/RC lub ABS/CS);
- przepływ przechwytywanej energii wzbudzenia w przeliczeniu na centrum reakcji RC lub wzbudzoną powierzchnię fotosyntetyzującej próbki CS (TR0/RC lub TR0/CS);
- szybkość transportu elektronów w przeliczeniu na centrum reakcji RC lub wzbudzoną powierzchnię fotosyntetyzującej próbki CS (ET0/RC lub ET0/CS);
- energię rozproszoną w postaci ciepła - nieprzechwyconą przez centrum reakcji RC lub wzbudzoną powierzchnię fotosyntetyzującej próbki CS (DI0/RC lub DI0/CS);
- stopień zredukowania akceptorów w PSII (Area);
- wskaźnik dynamizmu i wydajności PSII (PI);
- oraz pozostałe parametry - łącznie 60.
C) aparat w swojej najnowszej wersji umożliwia też jednoczesny pomiar CO2 emitowanego z gleby, co znacząco zwiększa miarodajność pomiarów wymiany gazowej.

Aparat ma budowę modułową i składa się z kilku współzależnych elementów umożliwiających pomiary różnego typu roślin:
- centralna jednostka pomiarowo-analizująca,
- głowica do pomiarów fluorescencji,
- komora do pomiarów fotosyntezy,
- komora do pomiarów fotosyntezy u roślin o dużych lub iglastych liściach,
- komora do pomiarów fotosyntezy u małych roślin,
- komora do pomiaru emisji CO z gleby,
- startowy zestaw niezbędnych odczynników do detekcji CO2 i H2O.