Odeljenje za genetiku i oplemenjivanje povrća

Ovo je jedno od najvećih odeljenja Instituta. Najvažniji zadatak ovog odeljenja je selekcija, popravka starih i stvaranje novih sorti i hibrida povrtarskih vrsta. Najveći značaj i najviše pažnje se poklanja sledećim povrtarskim vrstama:

• paprika Capsicum annuum L.
• paradajz Solanum lycopersicum L.
• kupus Brassica oleracea L. var. capitata L.
• krastavac Cucumis sativus L.
• grašak Pisum sativum L.
• pasulj i boranija
• dinja Cucumis melo L.
• lubenica Citrullus vulgaris Schrad.

Neki od ciljeva oplemenjivanja povrtarskih vrsta su: poboljšanje proizvodnih osobina i kvaliteta, otpornost prema patogenima – izazivačima biljnih bolesti i štetočinama, otpornost na abiotički stres (suša, visoka i niska temperatura).

Selekcioneri kombinuju klasične metode selekcije sa nekim od novijih metoda biotehnologije koje su uvedene u poslednjih nekoliko godina, a koje im u značajnoj meri ubrzavaju i olakšavaju proces selekcije. Metode biotehnologije su veoma značajne u procesu oplemenjivanja biljaka i omogućavaju proučavanje oplemenjivačkog materijala, utvrđivanje varijabilnosti, analizu genetske distance, otkrivanje gena otpornosti na patogene i stresne uslove, ispitivanje genetske čistoće semena, identifikaciju i priznavanje novih sorti, mikropropagaciju željenih genotipova, dobijanje haploida i homozigotnih linija (kultura antera).

Pored selekcije tim istraživača koji radi u okviru ovog Odeljenja se bavi naučnoistraživačkim radom u okviru različitih nacionalnih i međunarodnih projekata vezanih za oplemenjivanje povrtarskih vrsta, ali i istraživanjima vezanim za srodne i relevantne oblasti (genetički resursi, klimatske promene, otpornost na stres, fiziologija biljaka itd). Svoje rezultate publikuju u naučnim radovima i prezentuju ih na skupovima od nacionalnog i međunarodnog značaja.

Takođe, u okviru odeljenja se vrši sakupljanje uzoraka različitih povrtarskih vrsta i njihovih divljih srodnika radi očuvanja genetičkih resursa povrtarskih vrsta. Biljni genetički resursi predstavljaju izvor stabilnih prinosa i već utvrđenog kvaliteta, a takođe, za selekcionere, uz primenu metoda oplemenjivanja biljaka, predstavljaju mogućnost stvaranja novih, prinosnijih i kvalitetnijih sorti. Takođe, biljni genetički resursi predstavljaju izvor gena za moguće odgovore na izazove u budućnosti, poput novih biljnih bolesti, klimatskih promena ili novih zahteva agroindustrije.

Istraživači u okviru Odeljenja sprovode i komparativne oglede u cilju provere kvaliteta novostvorenih genotipova, umnožavaju selekcioni materijal, obezbeđuju neophodne količine semena čistih linija za zasnivanje predosnovnih, osnovnih i komercijalnih semenskih useva, kontrolišu genetsku čistoću linija i sorti tokom proizvodnje svih semenskih useva, pružaju savetodavne informacije i preporuke proizvođačima semena i merkantilnim proizvođačima povrća, sarađuju sa različitim državnim institucijama i vrše promociju sortimenta Instituta na različitim savetovanjima, seminarima i skupovima koji se tokom godine organizuju u našoj zemlji, ali i u inostranstvu.

Sastavni deo ovog odeljenja su Biotehnološka laboratorija i Banka biljnih gena.

Biotehnološka laboratorija

Biotehnološka laboratorija služi istraživačima za izvođenje različitih molekularnih (biohemijskih i genetičkih) analiza. Takođe, deo laboratorije je adaptiran i namenjen mikropropagaciji – kulturi biljnih tkiva. In vitro kultura biljnih tkiva je posebna grana biotehnologije biljaka koja predstavlja skup tehnika za aseptično gajenje i vegetativno razmnožavanje biljaka, biljnih organa, tkiva i ćelija, u hranljivom medijumu definisanog sastava i pod kontrolisanim uslovima sredine. Metoda skraćuje vreme razmnožavanja i propagacije genetički uniformnih biljaka i ima primenu, kako u procesima selekcije i oplemenjivanja, tako i komercijalnu (proizvodnja rasada i sl.).

Uspostavljeni su sistemi za organogenezu iz različitih tipova eksplantata, segmenata klijanaca, bočnih pupoljaka. Takođe, uspostavljen je i sistem za indukciju somatske embriogeneze iz nezrelih embriona, a dobijeni somatski embrioni su uspešno konvertovani u biljke, što je svakako važan korak u aplikaciji somatske embriogeneze u procesima selekcije. Postignuti rezultati su objavljeni u više međunarodnih časopisa.

U okviru odeljenja za molekularnu biologiju započeta je evaluacija divergentnosti genotipova pojednih familija (Brassicacae, Solanaceae, Cucurbitacea, Apiacea) iz našeg bogatog oplemenjivačkog materijala primenom genetičkih markera.

Primena genetičkih markera omogućava neuporedivo brži i efikasniji skrining genotipova u poređenju sa konvencionalnom selekcijom. Genetički markeri su posebno važni u oplemenjivanju na agronomski važna svojstva koja je inače teško kontrolisati, kao što je otpornost prema bolestima, insektima, tolerancija na faktore biotičkog stresa, parametre kvaliteta i kvantitativne osobine.

Banka biljnih gena

Biljni genetički resursi su od izuzetnog značaja za svaku zemlju. Ovo su genotipovi koji su najbolje prilagođeni spoljašnjim uslovima koji vladaju u poljoprivrednoj proizvodnji te zemlje. U celom svetu se kod svih poljoprivrednih vrsta beleže ogromni gubici u biodiverzitetu, narušavanje ravnoteže između vrsta i uništavanje ekosistema. Pojedine stare sorte i lokalne populacije zamenjuju se novim, komercijalnim sortama i hibridima koji su produktivniji. Prestaje se sa njihovim umnožavanjem i na taj način se gubi materijal i rezultat rada koji je stvaran godinama.

Da bi se genetički resursi jedne zemlje očuvali neophodna je njihova konzervacija. Čuvanje genetičkih resursa ima značaja za stabilnost privrede, trgovine i industrije, održivost poljoprivrednih sistema proizvodnje i diversifikaciju biljne proizvodnje, za naučni i tehnološki razvoj, stvaranje novih i popravku postojećih sorti i smanjenje rizika od klimatskih promena.

U Institutu se godinama vrši sakupljanje i čuvanje biljnih genetičkih resursa povrtarskih vrsta. U banci biljnih gena Instituta se čuva blizu 1.350 uzoraka i ovo predstavlja jednu od najvećih kolekcija semena lokalnih populacija i autohtonih sorti svih povrtarskih vrsta koje se uzgajaju u našoj zemlji. Pored toga, selekcioneri ovde čuvaju i deo svog selekcionog materijala. Banka biljnih gena se nalazi u podrumskom delu zgrade, a uzorci semena se nalaze u uslovima srednjeročnog čuvanja (temperatura 4-6°C, relativna vlažnost vazduha 40-60%).

Nakon sakupljanja se vrši karakterizacija i evaluacija uzoraka, a prema potrebi umnožavaju se i koriste u daljoj selekciji. Održava se saradnja i razmenjuju uzorci sa drugim bankama biljnih gena širom sveta.

Poslednjih godina postignuti su zadovoljavajući rezultati vezani za ispitivanja kulture tkiva na kupusnjačama.