Výzkumný tým 17: Biologicky aktivní látky v ochraně plodin

Vedoucí týmu: RNDr. Tomáš Erban, Ph.D.

• kvantifikace, identifikace a eliminace rizik způsobených biokontaminanty členovců v napadených rostlinných komoditách a potravinách
• navržení technologických postupů vedoucích ke zvýšení odolnosti balených potravin a krmiv rostlinného původu před kontaminací členovci
• manipulace s roztoči pomocí patogenních, parazitický a symbiotických mikroorganismů vedoucí
  k eliminaci škodlivých druhů a ozdravení prospěšných druhů roztočů pro systémy ekologického zemědělství
• snížení rizika výskytu syndromu náhlého kolapsu včelstev pomocí zlepšení diagnostických metod na proteomické a genomické úrovni, které charakterizují zdravotní stav včelstva (imunokompetenci) a poskytují včasnou detekci onemocnění včelstev

• poradenství v oblasti skladištních a prachových roztočů

Využití nové generace sekvenování pro diagnostiku původce moru včelího plodu Paenibacillus larvae
Mor včelího plodu, jehož původcem je sporogenní bakterie Paenibacillus larvae, patří mezi nejnebezpečnější nákazy včely medonosné (Apis mellifera). Podle právní legislativy ČR musí být napadená včelstva utracena a včelařům jsou vypláceny nemalé náhrady za vzniklé škody. Předkládaná metodika zahrnuje metodu nové generace sekvenování včetně bioinformatického zpracování a interpretace dat. Použitím této metodiky v praxi lze moru včelího plodu spolehlivě předcházet. Uvedená metoda navíc umožňuje analýzu mikrobiomu včelích dělnic, který je odrazem imunitního stavu včelstva. Zavedení tohoto moderního metodického přístupu do praxe povede ke snížení ztrát včelstev, což je v současné době významný problém v zemědělství. Význam výsledku je rovněž v didaktické oblasti, neboť postupy v metodice lze využít také při výuce. Obecně platné postupy v metodice lze aplikovat na experimenty provedené i na jiných živočiších než na včelách.
Citace:
HUBERT J., HORTOVÁ B., NESVORNÁ M., HALTUFOVÁ K., KAMLER M., TITĚRA D., ERBAN T. (2016): Využití nové generace sekvencování pro diagnostiku původce moru včelího plodu Paenibacillus larvae. Certifikovaná metodika. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha, 45 s.

Feces derived allergens of Tyrophagus putrescentiae reared on dried dog food and evidence of the strong nutritional interaction between the mite and Bacillus cereus producing protease bacillolysins and exo-chitinases.
Ve studii byla provedena komplexní proteomická analýza exkrementů roztoče T. putrescentiae, který patří mezi významné skladištní škůdce. Analýza exkrementů populace roztoče chovaného na psích granulích odhalila, že klíčové alergeny jsou proteolytické proteiny typu trypsin označované jako Tyr p 3, dále byly detekovány alergeny fatty acid binding proteiny Tyr p 13 a ferritin Tyr p 30. Poprvé byly v exkrementech roztoče identifikovány také bakteriální proteiny bacillolysiny (alkalické proteázy) a subtilisiny (neutrální proteázy), které patří mezi známé toxiny a mohou významně přispívat ke zdravotním rizikům. Dále byly identifikovány exo-chitinázy, vykazující podobnost s roztočovými alergeny, také původem z bakterie Bacillus cereus, které prokazují, že bakterie se živí na chitinových zbytcích z těl roztočů. Výsledky biotestů prokázaly, že bakterie B. cereus izolovaná z exkrementů T. putrescentiae slouží roztoči jako potravní zdroj, ovšem její nadměrná přítomnost v potravě potlačuje populační růst roztoče. Vyšší inhibiční efekt bakterie byl pozorován u potravy s vyšším obsahem tuků a proteinů, než u potravy s nižším obsahem těchto látek.
Citace:
ERBAN T., RYBANSKA D., HARANT K., HORTOVA B., HUBERT J. (2016): Feces Derived Allergens of Tyrophagus putrescentiae Reared on Dried Dog Food and Evidence of the Strong Nutritional Interaction between the Mite and Bacillus cereus Producing Protease Bacillolysins and Exo-chitinases. Front. Physiol. 7:53. doi: 10.3389/fphys.2016.0005

Hodnocení vlivu xenobiotik na včely v průběhu ontogeneze metodami proteomické, metabolomické a genomické analýzy
Včela medonosná je využívána jako jeden z klíčových modelových organismů pro hodnocení rizik přípravků na ochranu rostlin na necílové organismy. V posledních letech je významná mezinárodní priorita získat exaktní metody pro hodnocení rizik agrochemikálií a jiných xenobiotik na opylovače, zejména včelu medonosnou, ale i čmeláky a samotářské včely. Tato metodika umožňuje kombinací proteomické, metabolomické a genomické analýzy různých typů vzorků včel získaných z jednoho expozičního experimentu prokázat exaktně negativní vliv xenobiotik včetně jejich metabolitů na vývoj včelího plodu, dospělé dělnice, matky, či trubce a predikovat tak další osud včelí kolonie v případě kontaminace xenobiotikem. Metodika je využitelná v oblastech státní správy, v soukromých laboratořích i ve výzkumné činnosti při hodnocení environmentálních rizik xenobiotik na necílové organismy. Aplikací metodického postupu lze do jisté míry vyloučit budoucí environmentální rizika při registraci nových přípravků a tudíž má tato metodika potenciál být využívána při testování nových látek určených na ochranu rostlin před jejich registrací.
Citace:
ERBAN T. KAMLER M., ŠULCOVÁ K., TITĚRA D., SEIFRTOVÁ M., RIDDELLOVÁ K., HUBERT J., HORTOVÁ B., HALEŠOVÁ T. (2016). Hodnocení vlivu xenobiotik na včely v průběhu ontogeneze metodami proteomické, metabolomické a genomické analýzy. Certifikovaná metodika. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i., Praha, 36 s.

a

• QL24010246: Výživa včel při změnách klimatu s NANOformulacemi biologicky aktivních látek posilujících obranyschopnost včel vůči patogenům a pro ozdravení
• QL24010200: Hodnocení rizik realistických subletálních dávek pesticidů v potravních zdrojích samotářských včel pro stabilizaci přirozeného ekosystému opylovačů se zaměřením na ovocnářskou produkci
• LUAUS23082: Komparativní analýza alergenů skladištních a prachových roztočů pomocí OMICs metod [Comparative genomics and transcriptomics of allergens and putative allergen genes from stored product and house dust mites]. MŠMT ČR INTER-EXCELLENCE II, 2023-2027
• SS06020174: Nanotechnologicky upravené nosiče akaricidních látek snižující zátěž životního prostředí pří léčbě včely medonosné (Apis mellifera) [Nanotechnology based modification of acaricidal compounds binderes decreasing the side effect of Apis mellifera acaricides treatment]. Technologická agentura ČR (TAČR) Prostředí pro život, 2023-2025
• QL24010167: Výzkum nových mechanismů rezistence vůči herbicidům a insekticidům a návrh účinných antirezistentních strategií při omezování spotřeby pesticidů
• QK22010194: Integrovaná ochrana vůči přenašečům virových chorob v sadbových bramborách a dalších plodinách

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Webová stránka týmu byla aktualizována k 26. 6. 2025 (upraven seznam zaměstnanců a přehled řešených projektů)