Environmentální Aplikace Biotechnologických Systémů

Biotechnologické procesy mají v ochraně životního prostředí nezastupitelné místo. Využití biologických procesů pro rozklad kontaminantů prostředí, šetrná těžba surovin a další nové metody pro ochranu prostředí patří mezi nejdynamičtěji se rozvíjející biotechnologie.

Obecné Informace a Charakteristika Kontaminantů

Úvodní přednášky poskytují studentům obecné informace, které jsou nezbytné pro návrh konkrétních technologií. Detailně jsou charakterizovány jednotlivé skupiny kontaminantů životního prostředí, metabolické dráhy jejich rozkladu i kinetika biodegradačních procesů. Podrobně jsou rovněž probrány faktory vnějšího prostředí ovlivňující tyto biotechnologické procesy a postup návrhu bioremediačního procesu.

Bioremediace a Využití Mikroorganismů

Na konkrétních příkladech jsou probrány bioremediační procesy v různých typech prostředí. Pozornost je rovněž věnována využití mikroorganismů při odstraňování těžkých kovů a těžbě nerostných surovin.

Destruktivní Účinky Mikroorganismů

Závěrečné přednášky se týkají destruktivních účinků mikroorganismů na různé materiály a možnostech jejich ochrany.

Očekávané Znalosti a Dovednosti Absolventů

Po absolvování tohoto předmětu budou studenti schopni vysvětlit principy biologických technologií využívaných k ochraně jednotlivých složek životního prostředí, analyzovat možnosti jejich aplikace v různých kontextech a porovnat výhody a limity jednotlivých přístupů. Budou schopni vyhledávat a interpretovat odborné informace týkající se bioremediačních projektů a posuzovat jejich technologickou, ekologickou i společenskou relevanci. Získají přehled o aktuálních směrech výzkumu v oblasti environmentálních biotechnologií včetně využití genetického inženýrství, biosenzorů a syntetické biologie.

Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy

Výzkumný Program Toxikologie Životního Prostředí

Výzkumný program Toxikologie životního prostředí si klade za cíl porozumět mechanismům a dlouhodobým dopadům akutních a chronických expozic antropogenním chemikáliím a přírodním toxinům. Výzkum sahá od molekulárních a buněčných procesů až k organismům a ekosystémům, a to zejména s ohledem na účinky kontaminantů s rostoucím významem, jako jsou endokrinní disruptory, léčiva, v současné době používané pesticidy a jejich nano-formulace nebo nové látky zpomalující hoření.

Pokročilé in vitro přístupy (molekulární a biochemická toxikologie) kombinujeme s in vivo (vodními a půdními) laboratorními modely a dlouhodobými terénními bioindikačními studiemi. Specifické výzkumné projekty rozvíjí modely a strategie mechanistického konceptu „Adverse Outcome Pathway“ (AOP) a vedou k poznávání nových biomarkerů účinků. Hlavní důraz je kladen na chronické projevy související s vývojovými, metabolickými, neurohumorálními, imunitními nebo rakovinovými onemocněními.

Studium Genetického Založení Hospodářsky Důležitých Znaků Rostlin

Studium genetického založení hospodářsky důležitých znaků a vlastností rostlin, s důrazem na rezistenci polních plodin vůči stresům spojeným se změnou klimatu (teplotní extrémy, sucho, některé choroby) a na další aktuální požadavky agrárního sektoru. Aplikace metod na bázi rostlinných kultur in vitro, proteomických a biotechnologických postupů.

Vývoj laboratorních a provokačních testů se zaměřením na tvorbu a výběr genotypů obilovin, řepky olejky, dalších brukvovitých plodin a zelenin s požadovanými parametry výnosu, kvality a odolnosti ke stresům. Aplikace systémů sterility v hybridním šlechtění brukvovitých plodin.

Hodnocení Odolnosti Pšenic vůči Suchu

Pomocí standardních metod používaných v rámci hodnocení odolnosti plodin vůči abiotickým stresům byla testována a analyzována kolekce genotypů pšenice, trav a ječmenů. V nádobových testech byla denně zaznamenávána a regulována vlhkost gravimetrickým měřením na požadovanou hladinu půdní vodní kapacity - tj. na 70 či 35 % PVK.

Čtěte také: Starbucks a udržitelnost

Na odolnost pšenic pěstovaných v regulovaných podmínkách (Baletka, Tobak) vůči suchu (70 vs. 35 % PVK) byly také provedeny proteomické (2D-DIGE) a metabolomické analýzy. Byly získány výsledky pro další analýzu odolnosti pšenice, ječmene a trav k vybraným abiotickým stresům. Dle získaných parametrů byly odhadnuty odolnosti daných plodin vůči těmto abiotickým stresům.

Proteomický výzkum odpovědi různě odolných odrůd na abiotický stres nám umožňuje spolu s fyziologickými analýzami i na proteinové úrovni popsat aktuální stavu rostlin a hodnotit míru jejich poškození. Proteiny významně ovlivněné abiotickým stresem patřily mezi různé skupiny proteinů (fotosyntetického aparátu, metabolismu cukrů, lipidů, aminokyselin, stresové a ochranné proteiny). Díky akumulaci dehydrinů jsme dokázali validovat výsledky získané proteomickými či transkriptomickými postupy.

Dihaploidní Linie a Šlechtění

Pro efektivní tvorbu homozygotních dihaploidních (DH) linií, s morfologickou vyrovnaností na úrovni hybridů a dalšími požadovanými znaky, lze s úspěchem využít techniku mikrosporových kultur in vitro. Pomocí této metody a následným in vitro spontánním nebo indukovaným zdvojením chromozómové sádky je možné fixovat i několik recesivních znaků najednou při omezeném rozsahu hybridní populace a provádět selekci i polygenně založených znaků ve velmi časné generaci. Tím může být celý proces tvorby zcela homozygotního genotypu zkrácen až o 5 let.

Jedná se o první tzv. dihaploidní odrůdy řepky a brukvovité zeleniny vzešlé z českého šlechtění. Výhoda dihaploidního systému tkví v tom, že lze rychle vytvářet zcela uniformní linie a pružně tak reagovat na požadavky pěstitelů olejnin a zelenin. Tato metoda zkracuje proces tvorby nových odrůd o cca 5 let.

Studijní Program Ochrana Životního Prostředí v Průmyslu

Doktorský studijní program Ochrana životního prostředí v průmyslu představuje moderní interdisciplinární program založený na širokém technickém a přírodovědném základu. Program je perspektivně zaměřen na industriální prostředí, zejména na oblast dopadu těžebních a průmyslových technologií na životní prostředí.

Čtěte také: Ochrana životního prostředí

Prostřednictvím znalostí příslušné legislativy, organizace a řízení životního prostředí, posuzování antropogenních vlivů na životní prostředí, moderních metod monitorování a hodnocení jeho stavu včetně metod hodnocení aktuálního stavu bioty posuzovaného území mohou být predikovány vhodné metody ochrany ovzduší, vod a půd v industriálním prostředí a v prostředí starých báňských zátěží. S tím souvisí otázky uplatnění moderních metod v oblasti nakládání s odpady a možnosti aplikace biotechnologických postupů v moderní těžbě a průmyslové výrobě.

Absolventi doktorského studijního programu mají vzhledem ke svému interdisciplinárnímu technickému vzdělání na trhu práce široké uplatnění.

tags: #environmentální #aplikace #biotechnologických #systémů

Oblíbené příspěvky:

• Nebezpečné emise u Xsary Picasso
• Udržitelné vytápění s termostaty
• Velikost kompostéru
• Průzračná voda v Baltu
• Kam s obaly od vajec?