Tematyka badawcza

Główne kierunki badawcze prowadzone na Wydziale Biologii i Biotechnologii

 

Na Wydziale rozwijane są następujące specjalności: biochemia żywności, biologia rozrodu zwierząt, biotechnologia roślin, cytogenetyka zwierząt, ekologia ewolucyjna, geobotanika, taksonomia roślin, genetyka roślin, hydrobiologia, mikologia stosowana, neuroanatomia, parazytologia, proteomika roślin, taksonomia i biologia zwierząt.

Realizowane na Wydziale tematy badawcze są powiązane z priorytetami: uczelnianymi, krajowymi i europejskimi. Zawierają się one w 4 problemach badawczych:

- Różnorodność biologiczna i jej ochrona;

- Molekularne aspekty regulacji procesów fizjologicznych u zwierząt;

- Środowiskowe uwarunkowania zdrowia człowieka i zwierząt;

- Wykorzystanie biotechnologii do poprawy cech użytkowych roślin i zwierząt.

 

Problematyka badawcza wg Katedr

 Katedra Anatomii Porównawczej

- plastyczność morfologiczna i neurochemiczna struktur mózgowia ssaków w ontogenetycznym i filogenetycznym aspekcie rozwojowym.

 

Katedra Biochemii

-proteomiczna analiza odpowiedzi komórkowych na stresy;

- badania właściwości biologicznych potencjalnie alergennych białek oraz peptydów opioidowych mleka kobiecego i krowiego wybranymi technikami hodowli komórkowych in vitro (linia Caco-2, limfocyty ludzkiej krwi obwodowej, linia THP-1);

- jakościowe i ilościowe oznaczanie substancji biologicznie aktywnych izolowanych  z materiału roślinnego i zwierzęcego z wykorzystaniem technik immunometrycznych i chromatograficznych (HPLC).

 

Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody

- flora i roślinność różnych ekosystemów w zakresie chorologii, filogeografii, ekologii populacji, dynamiki fitocenoz i kartografii geobotanicznej;

- zastosowania metod fitoindykacji w monitoringu środowiska wodnego oraz ocenie siedlisk lądowych;

- zasoby zmienności genetycznej populacji wybranych gatunków chronionych, zagrożonych oraz z listy Natura 2000;

- taksonomia wybranych grup roślin z wykorzystaniem metod molekularnych;

- ewolucyjna i zintegrowana genomika roślin;

- biologia rozsiewania diaspor chwastów oraz ekologiczne uwarunkowania kiełkowania diaspor;

- ochrona przyrody, waloryzacja przyrodnicza, ekologiczne podstawy kształtowania krajobrazu.

 

Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska

- strukturalna i funkcjonalna charakterystyka mikrobiocenoz środowisk naturalnych.

 

Katedra Fizjologii, Genetyki i Biotechnologii Roślin

- fizjologia i ekofizjologia dojrzewania, spoczynku i kiełkowania nasion;

- analiza ekspresji genów podczas rozwoju roślin i reakcji na stresy środowiskowe;

- ultrastrukturalne i molekularne uwarunkowania tolerancji roślin na stresy abiotyczne.

 

Katedra Fizjologii Zwierząt

- molekularne aspekty regulacji procesów fizjologicznych związanych z rozrodem zwierząt;

- wpływ czynników środowiskowych na procesy rozrodcze u zwierząt.

 

Katedra Mykologii

- grzyby jako czynniki etiologiczne i potencjalne bioindykatory;

- grzyby oraz porosty na tle zbiorowisk naturalnych i antropogenicznie zmienionych.

 

Katedra Mikrobiologii

- strukturalna i funkcjonalna charakterystyka mikrobiocenoz środowisk naturalnych.

 

Katedra Zoologii

- biologia i filogeneza zwierząt;

- zmienność zwierząt na poziomie gatunku, populacji, osobników, chromosomów i genomów.

 

 

 Osiągnięcia naukowe pracowników Wydziału Biologii i Biotechnologii
(w ostatnich 4 latach)

 

Rozwój infrastruktury badawczej; Za szczególne osiągnięcie uważamy bardzo istotne wzbogacenie infrastruktury badawczej w postaci uruchomienia ogólnowydziałowych pracowni zgrupowanych w Laboratorium Diagnostyki Molekularnej oraz Laboratorium Badań i Ochrony Bioróżnorodności, na łączną sumę zakupionej aparatury ok. 20 mln złotych. Najważniejsze z nich to: pracownia cystometrii przepływowej, pracownie analizy kwasów nukleinowych, pracownia analizy białek, pracownie mikroskopowe wyposażone m. innymi w mikroskop transmisyjny z licznymi przystawkami, mikroskop skaningowy, mikroskopy fluorescencyjne i wiele innych urządzeń uzupełniających. Pracownie te obsługiwane są przez wykwalifikowany personel i są w pełni wykorzystywane do realizacji licznych projektów badawczych.

 

Wdrożenie wyników badań w zakresie ochrony dziedzictwa przyrodniczego i ochrony bioróżnorodności w ramach Europejskiej Sieci Obszarów Natura 2000.; Z zakresu biologii środowiskowej i badań różnorodności na różnych poziomach organizacji przyrody, istotny wkład bardzo wielu pracowników Wydziału należy odnotować we wszystkich etapach procedury wdrożenia i opracowywania planów ochrony Europejskiej Sieci Obszarów Natura 2000. Poza formalną dokumentacją zostały przy tym napisane dwie obszerne monografie: „Obszary Natura 2000 w województwie warmińsko-mazurskim, Olsztyn 2009 oraz „Siedliska i gatunki Natura 2000, Olsztyn 2010. Mimo lokalnego charakteru opracowań wnoszą one wkład do wdrożenia dwóch dyrektyw Unii Europejskiej realizujących ideę ochrony różnorodności biologicznej.

 

Wyniki badań z zakresu fizjologii roślin a szczególnie kiełkujących  nasion w odpowiedzi na stresy abiotyczne; W Katedrze Fizjologii, Genetyki i Biotechnologii Roślin, prowadzone są badanie na temat akumulacji, metabolizmu i fizjologicznej roli cukrowców rozpuszczalnych –oligosacharydów, cyklitoli i galaktozylocyklitoli w dojrzewających, przechowywanych i kiełkujących nasionach roślin strączkowych oraz udziałem α-D-galaktozydów w odpowiedzi wegetatywnych tkanek roślin uprawnych i kwiatowych roślin antarktycznych na stresy abiotyczne. W kraju i za granicą jest to jeden z nielicznych ośrodków, który specjalizuje się w tej problematyce. Najważniejszym osiągnięciem z tego zakresu było udowodnienie kluczowego znaczenia dopływu cyklitoli do dojrzewającego zarodka w regulacji akumulacji i biosyntezy oligosacharydów rodziny rafinozy i galaktozylocyklitoli. Badania zaowocowały 15 publikacjami (w tym 13 z LF), współautorstwem w monografii anglojęzycznej o zasięgu światowym i 2 pracami doktorskimi.

 

Badania podstawowe i aplikacyjne związane z rozrodem zwierząt; Zespół Katedry Fizjologii Zwierząt należy do grona czołowych jednostek badawczych w kraju, specjalizujących się w endokrynologii rozrodu zwierząt. Badania dotyczą endogennych i środowiskowych uwarunkowań procesów rozrodczych u zwierząt, które są rozpatrywane na poziomie regulacji systemowych i molekularnych. W latach 2009-2012, w jednostce tej realizowano 21 projektów badawczych. W tym okresie, pracownicy Katedry opublikowali 60 prac oryginalnych w czasopismach znajdujących się na liście filadelfijskiej. Katedra prowadzi owocną współpracę z licznymi krajowymi i zagranicznymi placówkami naukowymi, takimi jak: Department of Animal Physiology, Slovak University of Agriculture in Nitra; Academic Unit of Reproductive and Developmental Medicine, Division of Clinical Sciences, South University of Sheffield; The Water and Salt Research Center, Institute of Anatomy, University of Aarhus.

 

Współpraca międzynarodowa w zakresie proteomiki; Kat. Biochemii prowadzi badania w poszukiwaniu biomarkerów tolerancji roślin na stresy abiotyczne. Celem jest wyjaśnienie zmian w profilu ekspresji białek kom. towarzyszących zmianom ekspresji genów podczas działania różnych stresów oraz zmian potranslacyjnych i aktywności biol. białek. Badania prowadzone są w ramach Europejskich Programów Współpracy w Dziedzinie Badań Naukowo-Technicznych COST Action 828 „Seed science in the field of genetically controlled stress physiology”, C. A. 858 „Viticulture: Biotic and abiotic stress, grapevine defence mechanisms and grape development”, C. A. FA0603: „Plant proteomics in Europe” C. A. FA0901 „Putting Halophytes to Work – From Genes to Ecosystem”, C. A. FA 1003 ” East–West Collaboration for Grapevine Diversity Exploration and Mobilization of Adaptive Traits for Breeding. Efekty badań: 9 publikacji w czasopismach z listy LF, 3 prace na stopień dr.

 

Wdrożenie praktyczne badań związanych ze zwalczaniem warrozy u pszczół; Badania o dużym znaczeniu praktycznym, dotyczące warrozy, choroby pasożytniczej pszczoły miodnej, wywoływanej przez roztocza Varroa destruktor. Badania dotyczą biochemii samego pasożyta, patogenezy choroby oraz prób ograniczenia jej skutków przez podniesienie zdrowotności pszczół. Publikacja “Supplementation of the honey bee diet with vitamin C: The effect on the antioxidative system of Apis mellifera carnica brood at different stages zamieszczona w Journal Apicultural Research w 2012 roku (51: 263-270), zawiera praktyczne wskazówki, zalecające stosowanie kwasu askorbinowego w diecie zimujących pszczół, jako czynnika zmniejszającego straty owadów w czasie zimowania.

 

Udział jednostki w interdyscyplinarnych badaniach Antarktyki i Arktyki; Udział pracowników wydziału w licznych projektach naukowych krajowych i zagranicznych dotyczących ekosystemów Antarktyki i Arktyki. Za szczególnie istotny należy uznać udział w badaniach w ramach Międzynarodowego Roku Polarnego (uczestnictwo w kilku ekspedycjach polarnych). Koncentrowały się one na: wyjaśnieniu mechanizmów globalnego ocieplenia i wpływu tego zjawiska na mikrobiocenozy Arktyki i Antarktyki, przystosowaniach morfologiczno-fizjologicznych roślin polarnych (opisano unikatowe układy współdziałających organelli, tj. chloroplastów, mitochondriów i peroksysomów oraz odkształcenia ich powierzchni, m.in. tworzenie stromuli w komórkach mezofilu). Efektem tych badań jest monografia na stopień dr habilitowanego, praca doktorska oraz liczne publikacje, w tym 10 pozycji w czasopismach z LF.

 

Zastosowanie badań biochemicznych w przeciwdziałaniu alergii pokarmowych i diagnostyce chorób.; W Zespole Biochemii Medycznej we współpracy jednostkami Akademii Medycznych od lat podejmowana jest problematyka alergii pokarmowej u dzieci, ze szczególnym uwzględnieniem alergii na białka mleka krowiego. Badania obejmują działanie fizjologiczne i patofizjologiczne peptydów opioidowych i ich związek z licznymi chorobami. Najnowszym kierunkiem badań analiza endogennych i egzogennych układów opioidowych związanych z procesem tworzenia i stopniem zaawansowania chorób nowotworowych ze szczególnym uwzględnieniem raka jelita grubego. W latach 2009-2012 z tego zakresu realizowano 6 grantów badawczych oraz 1 międzynarodowy „Europrevall”, dotyczący problemu alergii pokarmowej w Europie.

 

Zastosowanie badań mykologicznych w diagnostyce i ochronie zdrowia człowieka; Na Wydziale funkcjonuje jednostka, która w skali kraju jest znana i identyfikowana w specjalności mykologia lekarska. Wdrożone wyniki z tego zakresu to: wyizolowanie z układu pokarmowego człowieka 9 nowych gatunków grzybów nie notowanych dotychczas w materiałach gastroenterologicznych; wykazanie, że grzyby z rodzaju Trichosporon, będące częstymi komponentami mykobioty skóry wykazują powinowactwo do naczyń krwionośnych, co ma bardzo ważne znaczenie w przypadku zakażeń chirurgicznych i nie gojących się ran; zalecenie włączenia podłoża PDA do rutynowej diagnostyki grzybów izolowanych ze skóry i paznokci, ze względu na obecność fitopatogenów potencjalnie chorobotwórczych dla człowieka.

 

Modelowe badania podstawowe z zakresu hybrydyzacji i poliploidyzacji z wykorzystaniem naturalnych populacji ryb.; Prowadzone w Katedrze Zoologii badania dotyczące wszystkich poziomów organizacji naturalnych kompleksów diploidalno-poliploidalnych ryb z rodzaju Cobitis (Teleostei, Cobitidae) umożliwiły poznanie: a) struktury gatunkowej, chromosomowej i genomowej tworzących je taksonów mieszańcowych, b) przyczyn dominacji triploidalnych samic w tych populacjach, c) mechanizmów powstawania i sposobów reprodukcji poliploidalnych (3n i 4n) mieszańców, d) podobieństw i różnic w przebiegu rozwoju zarodkowego i ontogenetycznego gatunków i ich diploidalnych oraz poliploidalnych mieszańców, e) możliwości i warunków indukowania rozrodu, w tym ginogenezy, triploidalnych samic Cobitis. Prowadzone badania i uzyskane rezultaty wpisują się w nurt światowych badań ewolucyjnych dotyczących procesów hybrydyzacji i poliploidyzacji zwierząt, w których ryby Cobitis są modelowymi.