Projekt pt.: ” Nowe induktory odporności roślin oraz ich zastosowanie, jako innowacyjne podejście do ochrony roślin przed patogenami”, nr POIR.04.04.00-00-5BD9/17-00, realizowany w ramach programu TEAM – TECH Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, finansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014 – 2020 (PO IR), Oś IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego, Działanie 4.4: Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R
Cele projektu
Głównym celem projektu prowadzonego przez zespół prof. Henryka Pospiesznego i dr hab. Marcina Śmiglaka było opracowanie nowych induktorów odporności roślin (SAR – Systemic Acquired Resistance) oraz ich zastosowanie jako innowacyjne podejście do ochrony roślin przed patogenami. Projekt koncentrował się na badaniu mechanizmów działania tych induktorów oraz ich skuteczności w różnych systemach roślinnych. Kluczowym elementem było również opracowanie metod syntezy nowych substancji, w tym skalowania najwydajniej działającego związku chemicznego, oraz ocena ich wpływu na rośliny, takich jak trwałości i skuteczności w warunkach polowych i laboratoryjnych .
Harmonogram prac
Harmonogram projektu obejmował różne etapy badawcze, począwszy od syntezy nowych substancji, przez testy laboratoryjne, aż po testy polowe. W pierwszym etapie projektu skupiono się na opracowaniu i optymalizacji formuł induktorów odporności oraz ocenie ich efektywności w kontrolowanych warunkach. Następnie prowadzone były zaawansowane testy polowe, które miały na celu potwierdzenie skuteczności i bezpieczeństwa substancji. Kolejnym etapem było przygotowanie dokumentacji rejestracyjnej w celu komercjalizacji wyników .
Podsumowując, projekt skupiał się na opracowaniu innowacyjnych metod ochrony roślin, które mogą zastąpić tradycyjne chemiczne środki ochrony, z dużym potencjałem komercyjnym i znaczącym wpływem na zrównoważone rolnictwo.
Efekty
Projekt przyniósł szereg istotnych rezultatów, w tym opracowanie około 100 nowych substancji aktywnych, na bazie benzotiadiazoli i strukturalnych pochodnych zarówno w formie jonowej jak i netraulnej. Związki te wykazują skuteczność w indukcji odporności systemowej u roślin oraz wykazują działanie korzystne na rośliny, poprawiające m.in. plonowanie, czy zawartość substancji prozdrowotnych w częściach jadalnych roślin. Skuteczność tych związków została potwierdzona zarówno w warunkach polowych, jak i w laboratorium. Badania obejmowały także analizę stabilności substancji oraz ocenę ich wpływu na środowisko, w tym biodegradowalność i ekotoksyczność. Ważnym osiągnięciem było opracowanie metody detekcji pozostałości substancji w roślinach za pomocą technik chromatograficznych (HPLC).
Najlepszą cząsteczką aktywną odkrytą w projekcie okazał się N-metylo-N-metoksyamido-7-karboksybenzo(1.2.3)tiadiazolu (BTHWA), który znacząco poprawia odporność roślin na infekcje, szczególnie w uprawach pomidorów, tytoniu i jęczmienia. Przeprowadzone badania pokazały, że rośliny traktowane BTHWA były skutecznie chronione przed chorobami takimi jak mączniak prawdziwy oraz infekcje bakteryjne. Efekty były widoczne zarówno w warunkach szklarniowych, jak i polowych, co czyni tę substancję obiecującą alternatywą dla konwencjonalnych środków ochrony roślin.
Dzięki projektowi TeamTech udało nam się stworzyć interdyscyplinarny Zespół z takich dziedzin jak rolnictwo, ogrodnictwo, biologia molekularna, chemia organiczna, chemia analityczna, chemia środowiska, technologia i inżynieria chemiczna.
Wszyscy uczestnicy projektu, dzięki współpracy z ekspertami z Poznańskiego Parku Naukowo Technologicznego oraz dzięki szkoleniom organizowanym przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej. mogli także nauczyć się wielu umiejętności związanych z ochroną własności intelektualnej, komercjalizacją, sprzedażą, pozyskiwaniem inwestorów.
Znaleźliśmy ciekawych partnerów zarówno naukowych jak i przemysłowych, dzięki czemu projekt zmierzał do strony badań aplikacyjnych do zaspokajania konkretnych potrzeb europejskiego przemysłu. Byliśmy także blisko producentów żywności, w tym rolników, którzy mogli posłuchać o naszym projekcie zarówno od strony teoretycznej jak i sami mogli wytestować rozwiązania powstałem w ramach projektu.
Projekt w liczbach
Liczba osób objętych wsparciem w zakresie rozwoju kadr B+R: 17
Liczba przedsiębiorstw współpracujących z ośrodkami badawczymi: 10
Liczba dokonanych międzynarodowych zgłoszeń patentowych: 1
Liczba międzynarodowych publikacji : 11
Liczba uzyskanych tytułów licencjata i magistra: 7
liczba uzyskanych tytułów naukowych: 1
Liczba przebadanych gatunków roślin: 19
Liczba przejechanych kilometrów w ramach testów polowych: ponad 25 000 km
Liczba prezentacji na konferencjach: ponad 100
PUBLIKACJE
Publikacja opisuje zastosowanie cieczy jonowych pochodzenia naturalnego w ochronie roślin. Przeanalizowano właściwości chemiczne cieczy jonowych oraz ich potencjał jako ekologicznych środków ochrony roślin. W badaniach wykazano, że te związki mogą skutecznie działać przeciwko różnym patogenom roślinnym. Wyniki potwierdziły wysoką efektywność ochrony, jednocześnie minimalizując negatywny wpływ na środowisko. Artykuł podkreśla konieczność dalszych badań nad tymi związkami jako potencjalnymi zamiennikami dla tradycyjnych pestycydów.
Badanie skupia się na pochodnych kwasu izonikotynowego jako nowych induktorach odporności systemowej (SAR) u roślin. Związki te stymulują mechanizmy obronne roślin, zwiększając ich odporność na patogeny. Wyniki eksperymentalne pokazują, że pochodne te skutecznie aktywują odporność systemową, a ich efektywność dorównuje standardowym induktorom. W publikacji omówiono także ich mechanizm działania i potencjał aplikacyjny w rolnictwie. Praca stanowi cenny wkład w rozwój nowych środków ochrony roślin opartych na naturalnych procesach odpornościowych.
Artykuł bada zastosowanie nowej pochodnej BTH (benzo[1,2,3]tiazol) w uprawie truskawek jako uzupełnienie lub zamiennik standardowych fungicydów. Testy polowe wykazały, że nowa pochodna skutecznie chroni rośliny przed chorobami grzybowymi, jednocześnie zmniejszając konieczność stosowania chemicznych środków ochrony. Związek ten zwiększa naturalną odporność truskawek na patogeny, co przekłada się na wyższe plony. Publikacja sugeruje, że takie podejście może znacząco obniżyć chemiczne obciążenie środowiska w rolnictwie. Artykuł podkreśla konieczność dalszych badań nad długoterminową efektywnością takiego rozwiązania.
Publikacja przedstawia nowe bifunkcjonalne ciecze jonowe jako induktory systemowej odporności nabytej (SAR) u roślin. Związki te charakteryzują się ulepszonym profilem środowiskowym, co czyni je bardziej przyjaznymi dla środowiska w porównaniu do tradycyjnych środków ochrony. Badania wykazały, że nowe związki skutecznie stymulują reakcje obronne roślin, chroniąc je przed infekcjami. Jednocześnie charakteryzują się niższym potencjałem ekotoksycznym. Praca sugeruje, że mogą one stanowić alternatywę dla bardziej szkodliwych chemicznych środków ochrony roślin.
W publikacji opisano badania nad nowym induktorem odporności, który ma chronić jesion europejski (Fraxinus excelsior L.) przed Hymenoscyphus fraxineus, patogenem powodującym groźne choroby tych drzew. Wstępne badania laboratoryjne i polowe wykazały, że związek ten skutecznie stymuluje reakcje obronne jesionu, zmniejszając infekcję. Pomimo początkowych sukcesów, autorzy podkreślają konieczność przeprowadzenia dalszych badań w celu potwierdzenia długoterminowej efektywności. Publikacja dostarcza ważnych danych dla ochrony drzew liściastych w Europie.
Publikacja opisuje syntezę i charakterystykę bifunkcjonalnych cieczy jonowych opartych na jonie dodyny, stosowanych w ochronie roślin. Autorzy analizują ich aktywność biologiczną i skuteczność w zwalczaniu chorób roślin. Wyniki badań pokazują, że nowe związki mają silne działanie fungistatyczne, a jednocześnie są mniej toksyczne dla środowiska w porównaniu do tradycyjnych pestycydów. Praca sugeruje, że bifunkcjonalne ciecze jonowe mogą stanowić obiecującą alternatywę w ochronie roślin. Autorzy podkreślają potrzebę dalszych badań, by zoptymalizować ich zastosowanie.
Artykuł omawia proste modyfikacje kwasów nikotynowego, izonikotynowego oraz 2,6-dichloroizonikotynowego w kontekście tworzenia nowych środków ochrony roślin. Badania laboratoryjne wykazały, że modyfikowane związki mają silne działanie ochronne przeciwko różnym patogenom roślin. Wyniki wskazują, że te proste modyfikacje chemiczne znacząco poprawiają skuteczność ochrony. Autorzy sugerują, że mogą one być potencjalnie stosowane jako nowe środki ochrony roślin, oferując alternatywę dla bardziej złożonych i kosztownych chemikaliów. Publikacja dostarcza ważnych informacji na temat rozwoju tańszych i bardziej efektywnych pestycydów.
Badanie dotyczy nowej pochodnej benzo[1,2,3]tiazolu, która wykazuje działanie indukujące systemową odporność nabytą (SAR) w ochronie cukinii przed patogenami wirusowymi i grzybowymi. Wyniki eksperymentów wskazują, że związek ten skutecznie stymuluje mechanizmy obronne cukinii, chroniąc rośliny przed infekcjami wirusowymi oraz grzybiczymi. Artykuł podkreśla, że nowy związek może zastąpić lub uzupełnić tradycyjne metody ochrony roślin, oferując bardziej zrównoważone rozwiązanie. Autorzy sugerują dalsze badania nad zastosowaniem SAR w uprawach roślin warzywnych. Publikacja dostarcza cennych danych na temat zrównoważonej ochrony roślin.
W artykule omówiono zastosowanie induktorów odporności w ochronie sadzonek dębu szypułkowego (Quercus robur L.) przed mączniakiem prawdziwym (Erysiphe alphitoides). Wyniki badań terenowych wykazały, że zastosowane związki skutecznie chronią sadzonki dębów, redukując objawy choroby. Induktory odporności stymulują naturalne mechanizmy obronne roślin, co pozwala na ograniczenie stosowania chemicznych fungicydów. Autorzy podkreślają potencjał takiego podejścia w zrównoważonym leśnictwie i ochronie drzew. Badania sugerują, że związki te mogą być efektywnie stosowane w ochronie gatunków drzew zagrożonych przez choroby grzybowe.
Publikacja przedstawia badania nad nową pochodną benzo[1,2,3]tiazolu, która wykazuje skuteczność w redukcji objawów fusariozy u tulipanów oraz wspiera ich wzrost i rozwój. Wyniki eksperymentów wykazały, że zastosowanie nowego związku zmniejsza rozprzestrzenianie się choroby, jednocześnie poprawiając kondycję roślin. Autorzy sugerują, że pochodna ta może być użyteczna jako alternatywa dla tradycyjnych fungicydów, oferując bardziej ekologiczne rozwiązania w uprawie kwiatów ozdobnych. Badania podkreślają również potrzebę dalszych badań nad efektywnością tego środka w różnych warunkach uprawy.
W artykule przedstawiono wyniki badań nad nową pochodną kwasu salicylowego stosowaną w uprawie buraka cukrowego. Badania wykazały, że związek ten skutecznie zwiększa odporność roślin na patogeny, jednocześnie poprawiając ich wzrost i plonowanie. Nowa pochodna wykazuje potencjał w ochronie buraka cukrowego, zmniejszając potrzebę stosowania chemicznych środków ochrony. Autorzy zwracają uwagę na zrównoważony charakter tego podejścia, podkreślając, że może ono przyczynić się do zwiększenia efektywności produkcji rolniczej. Publikacja stanowi ważny wkład w rozwój bardziej ekologicznych metod uprawy buraka cukrowego.
Wartość projektu: 4 048 855 PLN Wkład UE: 3 702 006 PLN Dofinansowanie dla FUAM: 2 314 610 PLN
