Kultury tkankowe roślin

Wymagania wstępne obejmują umiejętność z zakresu Chemii (obliczenia stężeń roztworów), wiedzę z zakresu Botaniki (podstawowa znajomość budowy rośliny na poziomie tkankowym i organizmalnym) oraz Fizjologii roślin (wpływu czynników środowiska na wzrost i rozwój, odżywianie mineralne rośliny i rola regulatorów wzrostu), co ułatwi zrozumienie treści przedmiotu.

przedmiot obowiązkowy

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (47 godz.):

- udział w wykładach – 15 h

- udział w ćwiczeniach - 30 h

- konsultacje - 2 h

Czas poświęcony na pracę indywidualna studenta (28 godz.) :

- zygotowanie do zajęć laboratoryjnych - 5 h

- przygotowanie do kolokwiów - 13 h.

- przygotowanie do egzaminu - 10 h

Łącznie 75 godz. (3 ECTS)

W1: Wyjaśnia pojęcia biologiczne związane z kulturami in roślin (np. sterylizacja, regeneracja, sztuczne nasiona)- K_W02

W2: Wskazuje właściwe metody regeneracji z różnych typów materiałów roślinnych -K_W03

W3: Opisuje i wyjaśnia skomplikowane zjawiska zachodzące podczas różnicowania pąków i korzeni przybyszowych - K_W04

W4: Tłumaczy zależności struktura-funkcja na poziomie komórek (organizacja strukturalna i ich funkcje), tkanek i organizmów K_W10

W5: Definiuje podstawowe kategorie pojęciowe w biologii oraz matematyce, fizyce i chemii K_W11

W6: Ma wiedzę dotyczącą wykorzystania regenerantów w biotechnologii K_W13

W7: Zna podstawowe metody fizyczne i chemiczne stosowane w jakościowych i ilościowych badaniach w zakresie biotechnologii K_W15

W8: Zna podstawowe aparaty i urządzenia stosowane w biotechnologie do protokołów regeneracji roślin K_W17

W8: Wskazuje korzyści i ryzyko wykorzystania biotechnologii w odniesieniu do człowieka i środowiska K_W19

W9: Definiuje podstawowe zasady ergonomii oraz bezpieczeństwa i higieny pracy K_W20

U1 Przeprowadza analizy, syntezy, podsumowania i poprawne wnioskowania krytycznie oceniając wiarygodność uzyskanych rezultatów K_U06

U2: Wybiera i stosuje odpowiednie metody i techniki do wy-konania zadania badawczego pod kierunkiem opiekuna K_U07

U3 Analizuje i poprawnie interpretuje uzyskane wyniki eksperymentalne : K_U08

U4:Posługuje się literaturą fachową w języku polskim K_U15

K1: Zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia się i pogłębiania kompetencji zawodowych K_K01

K2 Planuje pracę zespołu, szczególnie w zakresie przydziału obowiązków i zarządzania czasem K_K04

K3: Potrafi zaplanować eksperyment służący realizacji określonego zadania badawczego K_K05

wykład z prezentacją multimedialną, demonstracja procedur w postaci filmu, zajęcia praktyczne: praca w warunkach aseptycznych, analiza makroskopowa i mikroskopowa regenerantów.

- pokaz

- opis
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji

Zajęcia poświęcone są poznaniu historii kultur tkankowych i poznaniu podstawowych procedur umożliwiających założenie i prowadzenie różnych typów kultur in vitro. Wyprowadzenie sterylnej kultury, regeneracja na drodze organogenezy i somatycznej embriogenezy oraz mikropropagacja roślin. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro.

Wykłady poświęcone są poznaniu historii kultur tkankowych, zapoznaniem się z wyposażeniem pracowni i poznaniu podstawowych procedur umożliwiających założenie i prowadzenie różnych typów kultur in vitro. Omówione zostaną różne drogi regeneracji roślin i praktyczne ich wykorzystanie. Ponadto przedstawione będzie ekonomiczne znaczenie roślinnych kultur in vitro.

Tematyka wykładów

1. Historia badań nad kulturami in vitro

2. Organizacja, wyposażenie i zasady pracy w pracowniach kultur in vitro

3. Pożywki hodowlane

4. Przebieg procesu proliferacji roślin roślinnych warunkach in vitro

5. Typy roślinnych kultur in vitro

6. Kultury organów in vitro (mikropropagacja roślin)

- kultury odciętych korzeni

- kultury merystemów wierzchołkowych pędów

- kultury pędów bocznych (pąków pachwinowych)

- kultury pąków przybyszowych

7. Kultury kalusa i kultury zawiesinowe

8. Kultury tkanek i organów roślinnych

- kultury zarodków zygotycznych

- kultury zarodków somatycznych – uzyskiwanie sztucznych nasion

- kultury zalążni

- kultury zalążków

- fuzja komórek rozrodczych rozrodczych zapłodnienie in vitro

9-10. Kultury protoplastów

11-12. Uzyskiwanie roślin haploidalnych i dihaploidalnych

- kultury pylników

- kultury mikrospor

- partenogeneza

- androgeneza

13. Mieszańce międzygatunkowe i miedzyrodzajowe

14. Zmienność somaklonalna w kulturach in vitro

15. Ekonomiczne znaczenie roślinnych kultur in vitro

Ćwiczenia poświęcone są założeniu i prowadzeniu różnych typów kultur in vitro. Przygotowanie podłoża do hodowli kultur in vitro. Sterylizacja materiału roślinnego różnego typu (nasiona, łodyga, korzeń, pąki). Zakładanie kultury siewek, wierzchołków wzrostu, kalusowej. Organogeneza pędów i korzeni z różnego typu materiału inicjalnego. Analiza czynników wpływających na proces somatycznej embriogenezy u tytoniu, obserwacja zarodków w różnych fazach rozwojowych. Techniki klonowania i mikropropagacji roślin (petunia, fikus, rosiczka). Selekcja linii komórkowych buraka ćwikłowego na zasolenie. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro.

Tematyka ćwiczeń:

1.Organizacja pracowni kultur tkankowych, przepisy BHP, zapoznanie się ze składem podstawowych pożywek do hodowli tkankowych roślin i procedurą ich przygotowania, warunki prowadzenia hodowli komórkowych, sterylizacja.

2.Sterylizacja materiału roślinnego I. Nasiona.

3.Sterylizacja materiału roślinnego II. Organy (korzeń lub pęd). Zakładanie kultury kalusowej z materiału o różnym pochodzeniu.

4.Analiza sterylności nasion i ocena ich żywotności. Wstępna ocena kultur kalusowych. KOLOKWIUM

5.Organogeneza pędów i korzeni z eksplantatów pochodzących z różnych organów Lycopersicon esculentum

6.Organogeneza pędów i korzeni oraz somatyczna embriogeneza u Nicotiana tabacum. Analiza indukcji kalusa na materiale różnego pochodzenia.

7.Selekcja linii komórkowych buraka ćwikłowego różniących się zdolnościa do syntezy betalain. KOLOKWIUM

8.Techniki klonowania i mikropropagacji roślin.

9.Zmienność somaklonalna KOLOKWIUM

10.Analiza wyników regeneracji. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro. ZALICZENIE

Biotechnologia roślin wydanie II pod red. Stefana Malepszego PWN, 2009

Hodowla komórek i tkanek roślinnych pod red. Macieja Zenktelera PWN, 1984

Zastosowanie metod biotechnologicznych w hodowli roślin pod redakcją Barbary Michalik, 1996

Fizjologia roślin pod red. Jana Kopcewicza i Stanisława Lewaka PWN, 2005

Podstawy biologii komórki pod red. Bruce Alberts’a, PWN, 2009

Biologia komórki roślinnej. Funkcje pod red. Przemysława Wojtaszka, Adama Woźnego i Lecha Ratajczaka, PWN, 2009

Philips GC (2004) In vitro morphogenesis in plants – recent advances. In Vitro Cell Dev Biol Plant 40:342–345

Guillon S, Trémouillaux-Guiller PPK, Rideau M, Gantet P (2006) Hairy root research: recent

scenario and exciting prospects. Curr Opin Plant Biol 9:341–346

Namasivayam P (2007) Acquisition of embryogenic competence during somatic embryogenesis. Plant Cell Tissue Organ Cult 90:1–8

Zhao XY, Su YH, Cheng ZJ, Zhang XS (2008) Cell fate switch during in vitro plant organogenesis. J Int Plant Biol 50:816–824

Tyburski J, Tretyn A. Ascorbate and Glutathione in Organogenesis, Regeneration and Differentiation in Plant In vitro Cultures. In:N.A. Anjum et al. (eds.), Ascorbate-Glutathione Pathway and Stress Tolerance in Plants, DOI 10.1007/978-90-481-9404-9_2, © Springer Science+Business Media B.V. 2010

Wydajność mikrorozmnażania w kulturach in vitro wybranych gatunków chronionych z rodziny Asteraceae. Alina Trejgell, Andrzej Tretyn, Biotechnologia 90(3), 2010: 202-209

ćwiczenia: zaliczenie na ocenę,

śródsemestralne pisemne kolokwia kontrolne

K_W02, K_W03, K_W04, K_W010, K_W011, K_W013, K_W015, K_W017, K_W019, K_W020,

ocena dst (55-74%, dst+ (75-79 %), db (80-89 %), db+ (90-95% ), bdb (96-100%)

ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność)

U1, U3, U4, K2, K3

ocena umiejętności pracy w warunkach aseptycznych (założenie kultury kalusowej z fragmentów liści i łodygi – poprawność przeprowadzenie procedury izolacji i ocena sterylności).

U2,

ocena końcowa wyliczana jako średnia uzyskanych ocen; do 3,39 – dostateczny, 3,40-3,74 – dostateczny plus, 3,75-4,19 – dobry, 4,20-4,50 – dobry plus, powyżej 4,70 – bardzo dobry.

Wykład -egzamin pisemny

K_W02, K_W03, K_W04, K_W010, K_W011, K_W013, K_W017, K_W019

Ocenie podlega każde pytanie

ocena dst (60-74%, dst+ (75-79 %), db (80-89 %), db+ (90-95% ), bdb (96-100%)

Ocena końcowa do 3,39 – dostateczny, 3,40-3,74 – dostateczny plus, 3,75-4,19 – dobry, 4,20-4,50 – dobry plus, powyżej 4,70 – bardzo dobry.

Ćwiczenia poświęcone są założeniu i prowadzeniu różnych typów kultur in vitro. Wyprowadzenie sterylnej kultury, regeneracja na drodze organogenezy i somatycznej embriogenezy oraz mikropropagacja roślin. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro. Wymagania wstępne obejmują umiejętność z zakresu Chemii (obliczenia stężeń roztworów), wiedzę z zakresu Botaniki (podstawowa znajomość budowy rośliny na poziomie tkankowym i organizmalnym) oraz Fizjologii roślin (wpływu czynników środowiska na wzrost i rozwój, odżywianie mineralne rośliny i rola regulatorów wzrostu), co ułatwi zrozumienie treści przedmiotu.

Ćwiczenia poświęcone są założeniu i prowadzeniu różnych typów kultur in vitro. Przygotowanie podłoża do hodowli kultur in vitro. Sterylizacja materiału roślinnego różnego typu (nasiona, łodyga, korzeń, pąki). Zakładanie kultury siewek, wierzchołków wzrostu, kalusowej. Organogeneza pędów i korzeni z różnego typu materiału inicjalnego. Analiza czynników wpływających na proces somatycznej embriogenezy u tytoniu, obserwacja zarodków w różnych fazach rozwojowych. Techniki klonowania i mikropropagacji roślin (petunia, fikus, rosiczka). Kultury korzeniowe.. Oceny zmienności somaklonalnej na poziomie morfologicznym w kulturach pędowych. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro.

Biotechnologia roślin wydanie II pod red. Stefana Malepszego PWN, 2009

Hodowla komórek i tkanek roślinnych pod red. Macieja Zenktelera PWN, 1984

Zastosowanie metod biotechnologicznych w hodowli roślin pod redakcją Barbary Michalik, 1996

Fizjologia roślin pod red. Jana Kopcewicza i Stanisława Lewaka PWN, 2005

Podstawy biologii komórki pod red. Bruce Alberts’a, PWN, 2009

Biologia komórki roślinnej. Funkcje pod red. Przemysława Wojtaszka, Adama Woźnego i Lecha Ratajczaka, PWN, 2009

Philips GC (2004) In vitro morphogenesis in plants – recent advances. In Vitro Cell Dev Biol Plant 40:342–345

Guillon S, Trémouillaux-Guiller PPK, Rideau M, Gantet P (2006) Hairy root research: recent

scenario and exciting prospects. Curr Opin Plant Biol 9:341–346

Namasivayam P (2007) Acquisition of embryogenic competence during somatic embryogenesis. Plant Cell Tissue Organ Cult 90:1–8

Zhao XY, Su YH, Cheng ZJ, Zhang XS (2008) Cell fate switch during in vitro plant organogenesis. J Int Plant Biol 50:816–824

Tyburski J, Tretyn A. Ascorbate and Glutathione in Organogenesis, Regeneration and Differentiation in Plant In vitro Cultures. In:N.A. Anjum et al. (eds.), Ascorbate-Glutathione Pathway and Stress Tolerance in Plants, DOI 10.1007/978-90-481-9404-9_2, © Springer Science+Business Media B.V. 2010

Wydajność mikrorozmnażania w kulturach in vitro wybranych gatunków chronionych z rodziny Asteraceae. Alina Trejgell, Andrzej Tretyn, Biotechnologia 90(3), 2010: 202-209

Ćwiczenia poświęcone są założeniu i prowadzeniu różnych typów kultur in vitro. Wyprowadzenie sterylnej kultury, regeneracja na drodze organogenezy i somatycznej embriogenezy oraz mikropropagacja roślin. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro. Wymagania wstępne obejmują umiejętność z zakresu Chemii (obliczenia stężeń roztworów), wiedzę z zakresu Botaniki (podstawowa znajomość budowy rośliny na poziomie tkankowym i organizmalnym) oraz Fizjologii roślin (wpływu czynników środowiska na wzrost i rozwój, odżywianie mineralne rośliny i rola regulatorów wzrostu), co ułatwi zrozumienie treści przedmiotu.

Ćwiczenia poświęcone są założeniu i prowadzeniu różnych typów kultur in vitro. Przygotowanie podłoża do hodowli kultur in vitro. Sterylizacja materiału roślinnego różnego typu (nasiona, łodyga, korzeń, pąki). Zakładanie kultury siewek, wierzchołków wzrostu, kalusowej. Organogeneza pędów i korzeni z różnego typu materiału inicjalnego. Analiza czynników wpływających na proces somatycznej embriogenezy u tytoniu, obserwacja zarodków w różnych fazach rozwojowych. Techniki klonowania i mikropropagacji roślin (petunia, fikus, rosiczka). Kultury korzeniowe.. Oceny zmienności somaklonalnej na poziomie morfologicznym w kulturach pędowych. Aklimatyzacja regenerantów do warunków kultury ex vitro.

Biotechnologia roślin wydanie II pod red. Stefana Malepszego PWN, 2009

Hodowla komórek i tkanek roślinnych pod red. Macieja Zenktelera PWN, 1984

Zastosowanie metod biotechnologicznych w hodowli roślin pod redakcją Barbary Michalik, 1996

Fizjologia roślin pod red. Jana Kopcewicza i Stanisława Lewaka PWN, 2005

Podstawy biologii komórki pod red. Bruce Alberts’a, PWN, 2009

Biologia komórki roślinnej. Funkcje pod red. Przemysława Wojtaszka, Adama Woźnego i Lecha Ratajczaka, PWN, 2009

Philips GC (2004) In vitro morphogenesis in plants – recent advances. In Vitro Cell Dev Biol Plant 40:342–345

Guillon S, Trémouillaux-Guiller PPK, Rideau M, Gantet P (2006) Hairy root research: recent

scenario and exciting prospects. Curr Opin Plant Biol 9:341–346

Namasivayam P (2007) Acquisition of embryogenic competence during somatic embryogenesis. Plant Cell Tissue Organ Cult 90:1–8

Zhao XY, Su YH, Cheng ZJ, Zhang XS (2008) Cell fate switch during in vitro plant organogenesis. J Int Plant Biol 50:816–824

Tyburski J, Tretyn A. Ascorbate and Glutathione in Organogenesis, Regeneration and Differentiation in Plant In vitro Cultures. In:N.A. Anjum et al. (eds.), Ascorbate-Glutathione Pathway and Stress Tolerance in Plants, DOI 10.1007/978-90-481-9404-9_2, © Springer Science+Business Media B.V. 2010

Wydajność mikrorozmnażania w kulturach in vitro wybranych gatunków chronionych z rodziny Asteraceae. Alina Trejgell, Andrzej Tretyn, Biotechnologia 90(3), 2010: 202-209