EVOLTREE (6. PR)

Opis projektu

Sieć Doskonałości (NoE) o zasięgu europejskim, realizowana w ramach 6. Programu Ramowego Badań i Rozwoju Technologicznego Unii Europejskiej, priorytet 6.3. Zmiany Globalne i Ekosystemy.

Cele projektu

Głównym celem projektu jest zmniejszenie skali fragmentaryzacji badań naukowych w Europie w dziedzinie genomiki ekosystemów lądowych poprzez utworzenie z grupy instytucji biorących udział w projekcje wspólnej platformy badawczej. Współdziałanie wyspecjalizowanych multidyscyplinarnych grup badawczych pozwoli prowadzić duże projekty z dziedziny genomiki, które do realizacji wymagają kosztownego wyposażenia.

Główne cele projektu to:

– zmniejszenie fragmentaryzacji badań naukowych w Europie w dziedzinie genomiki ekosystemów lądowych;

– restrukturyzacja europejskich badań w zakresie genomiki ekosystemu;

– upowszechnianie i promowanie wysokiego poziomu w dziedzinie badań nad bioróżnorodnością ekosystemów lądowych;

– popieranie mobilności naukowców i organizacja szkoleń pracowników naukowych;

– integracja uczestników poprzez wdrożenie spójnej struktury zarządzania.

Charakterystyka projektu

Projekt stawia sobie ambitne cele do osiągnięcia. Zawiera część integracyjną, badawczą oraz działalność informacyjną i szkoleniową, w ramach której wiedza zespołu będzie przekazywana do praktyki (ryc. 1).

Ryc. 1. Schemat działań w sieci EVOLTREE.

Zasadniczą ideą projektu jest spojrzenie na procesy zachodzące w ekosystemach leśnych z perspektywy genetyki. Pozwoli to naukowcom przewidzieć jak lasy będą reagować na przyszłe globalne zmiany środowiska powodowane m.in. zmianami klimatu i presją cywilizacyjną. Aby zrozumieć funkcje pełnione przez lasy, złożone ekosystemy, oraz zmiany w nich zachodzące i mechanizmy odpowiedzialne za procesy adaptacji i zachowania bioróżnorodności, wymagane jest przeprowadzenia kompleksowych badań. Tego właśnie ma dokonać interdyscyplinarna sieć naukowców EVOLTREE, która łączy specjalistów w dziedzinie genomiki, genetyki leśnej i ekologii (ryc. 2). Naukowcy sieci EVOLTRE współdziałają ze sobą, aby identyfikować i poznawać geny o znaczeniu adaptacyjnym w celu oceny ich znaczenia w procesach, jakie zachodzą u roślin drzewiastych i w ekosystemach leśnych. Badaniami zostaną objęte również organizmy towarzyszące drzewom leśnym, m.in. owady i grzyby mikoryzowe.

Ryc. 2. Główne naukowe dyscypliny i tematy badań w EVOLTREE.

Świadomość, że ochrona różnorodności biologicznej jest podstawową potrzebą społeczeństwa wzrosła znacznie w ostatnich latach, a zwłaszcza od czasu podpisania Konwencji o Różnorodności Biologicznej (CBD) w 1992. Bioróżnorodność jest jednym z kluczowych elementów w zdolności przystosowawczej organizmów i ekosystemów do zmieniających się warunków środowiskowych. Pojęcie bioróżnorodności jest szerokie i obejmuje ekosystem, gatunek i zróżnicowanie genetyczne w ramach gatunku. Zmienność na poziomie DNA odgrywa ważną rolę w możliwościach dostosowania się organizmów do zmian środowiskowych.

Jedną z intensywnie rozwijających się gałęzi genetyki jest „Genomika”. Jest to dziedzina biologii molekularnej zajmująca się poznaniem i analizą genomów różnych gatunków i osobników. Wyróżnia się genomikę strukturalną badającą strukturę i organizację genomu oraz genomikę funkcjonalną badającą funkcję poszczególnych elementów genomu, w tym związków pomiędzy poszczególnymi genami oraz mechanizmami regulującymi ekspresję genomu. Również w badaniach leśnych w ostatniej dekadzie genomika stała się zaawansowanym narzędziem badawczym, używanym do poznania zróżnicowania genetycznego na poziomie wyrafinowanych analiz genów. Popularność zyskuje tzw. genomika populacyjna, gdzie wiedza na temat funkcjonowania genomów i ich zmienności zyskuje wymiar populacyjny, co pozwala na prowadzenie badań porównawczych pomiędzy budową DNA (sekwencją nukleotydów), a zmiennością cech ilościowych. Sieć EVOLTREE zamierza zastosować tę technikę w połączeniu z tradycyjnymi metodami używanymi do opisu zmienności, w celu opisu struktury i badania procesów zachodzących w populacjach. Wyniki badań pomogą opracować sposoby efektywnej ochrony różnorodności ekosystemów lądowych i zapewnić ich trwałość. Sieć najpierw będzie badała zmienność genetyczną drzew. Następnie badania zostaną rozszerzone na owady i grzyby mikoryzowe oraz mechanizmy interakcji tych organizmów z drzewami. W zamierzeniach, sieć doskonałości EVOLTREE jest dopiero pierwszym krokiem do bardziej nadrzędnego celu, jakim jest zrozumienie dynamiki bioróżnorodności na poziomie ekosystemu poprzez zbadanie całego spektrum zmienności gatunkowej i ich wzajemnych interakcji z perspektywy genetyki.

W projekcje pojawia się nowa dyscyplina naukowa genomika ekosystemów, będąca syntezą genetyki, genomiki, ekologii i ewolucji w celu badania wpływu presji selekcyjnej środowiska i czynników biotycznych na organizmy, ale na poziomie genu w kontekście funkcjonowania całego ekosystemu. Badania prowadzone w projekcje będą w przyszłości mały wpływ na dalszy rozwój ekologii, genetyki, ekofizjologii, paleobiologii oraz stosowanie nowych rozwiązań w zakresie ochrony leśnych zasobów genowych i szeroko pojętej ochrony przyrody. Jednym z zasadniczych celów projektu jest zmniejszenie skali fragmentaryzacji badań naukowych w Europie. Projekt dąży do tego poprzez utworzenie wspólnej platformy badawczej w dziedzinie genomiki ekosystemów lądowych, a w szczególności ekosystemów leśnych. Służyć temu ma również popieranie mobilności naukowców i organizacja szkoleń pracowników naukowych. Mamy nadzieję, że po zakończeniu projektu efekty pracy EVOLTREE uwidaczniać się będą przez integrowanie grup badawczych z rozmaitych dyscyplin z multidyscyplinarnymi zespołami. Opracowane w projekcje procedury umożliwią dzielenie infrastruktury, przez co możliwe będzie wykonywanie własnych badań wykorzystując drogi sprzęt w innych jednostkach.

W projekcje EVOLTREE bierze udział 25 grup badawczych z 15 krajów europejskich.. Część grup reprezentują zespoły krajowe. Z Polski w projekcje uczestniczy Uniwersytet Kazimierza Wielkiego (UKW) z Bydgoszczy, Instytut Badawczy Leśnictwa i Instytut Dendrologii PAN w Kórniku. Polskie instytucje działają w grupie, którą reprezentuje Uniwersytet Kazimierza Wielkiego.

Zakres uczestnictwa IBL

Instytut Badawczy Leśnictwa włączył się w badania z zakresu genetyki populacyjnej i genomiki ekosystemów leśnych, wykorzystując doskonale wyposażone laboratorium analiz DNA, jak również bogate doświadczenie zdobyte w opisie zmienności populacji metodami tradycyjnymi.

Zakład Genetyki i Fizjologii Drzew Leśnych IBL prowadzi prace w ramach 7 zadań:

IA2.2 – Bank genów

Udział w spotkaniach roboczych i opracowanie informacji dotyczących banków genów przydatnych w trakcie realizacji projektu.

IA2.3 – Powierzchnie badawcze

– wyznaczenie i opracowanie informacji dotyczących powierzchni badawczej w Polsce;

– utworzenie bazy danych z informacjami dotyczącej powierzchni;

– rozwój bazy danych GIS opartej na procedurach wykrywalności;

– instalacji stałych i dokładnych geograficznych punktów odniesienia;

– włączenie informacji z istniejących uprzednio lokalnych baz danych do bazy danych ISS;

– udostępnić informacje przez sieć Internet w łatwo dostępny sposób dla sieci EVOLTEE z poszanowaniem ogólno przyjętych praw zarządzania i udostępniania danych (prawa autorskie, prywatność danych itp.);

– przygotowywać szczegółowe informacje na konkretne życzenie naukowców prowadzących badania i szkolenia na ISS według przyjętych w sieci EVOLTREE zasad;

– organizowanie szkoleń dotyczących bazy danych na życzenie naukowców prowadzących badania;

– informowanie sieci EVOLTREE o ważnych wydarzeniach mających miejsce na ISS;

– przedstawiać naukowców prowadzących badania właścicielowi terenu.

JERA1.1 – Identyfikacja genów o znaczeniu ekologicznym

Udział w spotkaniach roboczych i uczestniczenie w planowanych badaniach.

JERA 3.3 – Analiza powiązań w ekosystemach lądowych

Dynamika i struktura populacji drzew w drzewostanach bukowych.

JERA 4.2 – Reakcja populacji na zmiany globalne

Badania procesów adaptacji w warunkach kontrolowanych – analiza reakcji wybranych pochodzeń sosny zwyczajnej na zmiany w środowisku na podstawie badań proweniencyjnych.

SEA2.2 – Upowszechnianie informacji i wiedzy wśród instytucji i podmiotów związanych z leśnictwem

Udział w spotkaniach roboczych.

SEA2.3 – Upowszechnianie informacji i wiedzy w społeczeństwie

Udział w spotkaniach roboczych.

Wykonawcy projektu

Zakład Genetyki i Fizjologii Drzew Leśnych
ul. Braci Leśnej 3, Sękocin Stary, 05-090 Raszyn
tel. 22 7150 470, fax. 22 7150 313

dr inż. Jan Kowalczyk
dr inż. Kazimierz Zajączkowski
dr Justyna Nowakowska
dr Małgorzata Sułkowska
mgr inż. Jan Matras
dr Iwona Szyp-Borowska

Partnerzy

Rola*	Nr	Partner	Akronim	Kraj/miejscowość
K	P1a	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Bdx	Francja, Bordeaux
ST	P1b	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Avign	Francja, Avign
ST	P1c	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Nancy	Francja, Nancy
ST	P1d	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Orleans	Francja, Orleans
ST	P1e	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Evry	Francja, Ery
ST	P1f	Institut National de la Recherche Agronomique	INRA Nancy	Francja, Nancy
P	P2a	Alterra – Wageningen University and Research	Alterra	Holandia, Wageningen
ST	P2b	Plant Research International – Applied Research Plant and Environment	PRI	Holandia, Wageningen
ST	P2c	Agro Food Innovations	ARI	Holandia, Wageningen
P	P3	ARC Seibersdorf Research GmbH	ARCS	Austria, Wiedeń
P	P4	Bundesforschungsanstalt für Forst und Holzwirtschaft	BFAFH	Niemcy, Hamburg
P	P5a	Consiglio Nazionale Ricerche	CNR-IVG CNR Firenze	Włochy, Rzym
ST	P5b	Consiglio Nazionale Ricerche	CNR Porano	Włochy, Rzym
P	P6	Flanders Interuniversity Institute for Biotechnology	VIB	Belgja, Zwijnaarde
P	P7	Geological Survey of Denmark and Greenland	GEUS	Dania, Kopenhaga
P	P8	Georg-August Universität Göttingen	UGOE	Niemcy, Getynga
P	P9	INRA Transfert	IT	Francja, Paryż
P	P10	International Plant Genetic Resources Institute	IPGRI	Włochy, Rzym
P	P11a	Natural Environment Research Council CEH	CEH Dorset	Wielka Brytania, Dorset
ST	P11b	Natural Environment Research Council CEH	CEH Oxford	Wielka Brytania, Oxford
ST	P11c	Natural Environment Research Council CEH	CEH Lanc	Wielka Brytania, Lancaster
ST	P11d	Natural Environment Research Council CEH	CEH	Wielka Brytania, Edynburg
ST	P11e	Natural Environment Research Council CEH	CEH	Wielka Brytania, Banchory
P	P12	Phillips University of Marburg	UNI MAR	Niemcy, Marburg
P	P13	Swiss Federal Research Institute WSL	WSL	Szwajcaria, Birmensdorf
P	P14	Technical University in Zvolen	TUZVO	Słowacja, Zwoleń
P	P15	Technische Universität München	TUM	Niemcy, Monachium
P	P16a	Instituto Nacional de Investigacion y Technologia Agraria y Alimentaria	INIA	Hiszpania, Madryt
ST	P16b	Universidad Politécnica de Madrid	ETSI	Hiszpania, Madryt
ST	P16c	NEIKER-Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario	NEIKER	Hiszpania, Vitoria-Gasteiz
P	P17	Università degli Studi di Udine	INIUD	Włochy, UDINE
P	P18a	Centre national de la recherche scientifique	CNRS Orsay	Francja, Paryż
ST	P18b	Centre national de la recherche scientifique	CNRS Marseille	Francja, Marsylia
ST	P18c	Centre national de la recherche scientifique	CNRS Bordeaux1	Francja, Bordeaux
ST	P18d	Centre national de la recherche scientifique	CNRS Montpellier	Francja, Montpellier
ST	P18e	Centre national de la recherche scientifique	CNRS Bordeaux2	Francja, Bordeaux
P	P19	Umeå Plant Science Centre	SLU	Szwecja, Umeå
P	P20a	University of Bydgoszcz	KWUB	Polska, Bydgoszcz
ST	P20b	Instytut Badawczy Leśnictwa	IBL	Polska, Sękocin Stary
ST	P20c	Instytut Dendrologii PAN	IDPAN	Polska, Kórnik
P	P21a	University of Oulu	UOULU	Finlandia, Oulu
ST	P21b	Finnish Forest Research Institute	METLA	Finlandia, Vantaa
P	P22	University of Southampton	Soton	Wielka Brytania, SOUTHAMPTON
P	P23a	University of West Hungary	UWH	Węgry, SOPRON
ST	P23b	Institute of Environmental Sciences	OMMI	Węgry, Budapeszt
ST	P23c	Forest Research Institute	ERTI	Węgry, Budapeszt
P	P24	Upssala University	UU	Szwecja, Uppsala
P	P25	Max Planck Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V.	MPI-COE	Niemcy, Monachium

* K – koordynator, P – partner, ST – strona trzecia