Labolatorium fizjomiki i biotechnologicznego modelowania roślin
Kierownik: prof. dr Stanisław Karpiński
dr Maciej Bernacki, dr Paweł Burdiak, dr Joanna Dąbrowska-Bronk, dr Weronika Czarnocka, dr Piotr Gawroński, dr Anna Rusaczonek, dr Damian Witoń, mgr Aleksandra Stec (administracja sprawy organizacyjne)
Doktoranci: mgr Katarzyna Białas, mgr Jakub Mielecki
prof. Karpiński z zespołem Laboratorium fizjomiki i biotechnologicznego modelowania roślin
Laboratorium bada molekularne, fizjologiczne i biochemiczne mechanizmy szybkich odpowiedzi i reakcji roślin na wielorakie stresy środowiska (abiotyczne i biotyczne) takie jak: nadmiar światła, promieniowanie UV, stres cieplny, infekcja patogenów. Badamy funkcję genów i rolę białek fotosystemu II w regulacji molekularnych retro-sygnałów z chloroplastów do jądra komórkowego, w tym sygnałów elektrycznych i chemicznych regulujących śmierć komórki, świetlną pamięć komórkową, odpowiedzi aklimatyzacyjne i obronne. Identyfikujemy nowe czynniki transkrypcyjne i badamy komunikację w obrębie komórki, między komórkami i tkankami oraz między różnymi roślinami. Jesteśmy pionierami w świecie badającymi mechanizm regulacji temperatury liści podczas fotosyntezy. Patentujemy i wdrażamy sztuczne geny umożliwiające modyfikację właściwości użytkowych ścian komórkowych drzew, wzrostu, plonowania i odporności roślin na stresy. Rozwijamy również niestandardową aparaturę pomiarową i nowe metody zdalnej oceny potencjału plonowania zbóż i innych roślin użytkowych bazującej na algorytmach sztucznej inteligencji. Pracujemy na Arabidopsis, Nicotiana, topolach, kukurydzy i życie. LFiBMR współpracuje z Uniwersytetem w Missouri, Columbia USA, z VIB Gent, Belgia i z UPSC Umea, Szwecja.
Prowadzone projekty badawcze:
- „Nowe molekularne i komórkowe mechanizmy śmierci komórki zależne od chloroplastowych retrosygnałów oraz ich znaczenie w regulacji produktywności i odporności na stresy środowiskowe u Arabidopsis thaliana”. MAESTRO 6 NCN (suma 3,5 mln. zł., 2015 – 2021)
- „Nowa rola chloroplastów oraz PsbS-zależnego niefotochemicznego wygaszania zaabsorbowanej energii oraz regulonu LSD1 w retroaktywnych sygnałach śmierci komórki, świetlnej pamięci komórkowej i krzyżowej tolerancji na promieniowanie UV u Arabidopsis”. OPUS 15 NCN (1,8 mln zł., 2019 – 2022)
- „Precyzyjna fenomika, telemetria modulowanej fluorescencji i temperatury roślin dla modelowania, optymalizacji i przyspieszenia procesu hodowli żyta (Secale cereale L.). Program badań podstawowych MRIRW na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej (1,0 mln zł., 2020 – 2024)
- „Regulacja temperatury liści i jej rola w warunkowej optymalizacji procesu fotosyntezy oraz powstawania retroaktywnych sygnałów dla śmierci komórki i systemowej nabytej aklimatyzacji u Arabidopsis.” OPUS 20 NCN (2,5 mln. zł., 2021 – 2025)
Publikacje (5 wybranych):
Biotechnological Potential of LSD1, EDS1,and PAD4 in the Improvement of Crops and Industrial Plants.
Bernacki MJ, Czarnocka W, Szechyńska-Hebda M, Mittler R, Karpiński S. (2019) Plants 8:E290. doi: 10.3390/plants8080290.
Photosystem II 22kDa protein level a prerequisite for excess light-inducible memory, cross-tolerance to UV-C and regulation of electrical signaling.
Górecka M, Lewandowska M, Dąbrowska‐Bronk J, Białasek M, Barczak‐Brzyżek A, Kulasek M, Mielecki J, Kozłowska-Makulska A, Gawroński P, Karpiński, S. (2020). Plant Cell & Envir 42, (https://doi.org/10.1111/pce.13686).
FMO1 Is Involved in Excess Light Stress-Induced Signal Transduction and Cell Death Signaling.
Czarnocka W, Fichman Y, Bernacki M, Różańska E, Sańko-Sawczenko I, Mittler R, Karpiński S. (2020) Cells. 9(10):2163.
Novel Role of JAC1 in Influencing Photosynthesis, Stomatal Conductance, and Photooxidative Stress Signalling Pathway in Arabidopsis thaliana.
Czarnocka W, Rusaczonek A, Willems P, Sujkowska-Rybkowska M, Van Breusegem F, Karpiński S. (2020) Front Plant Sci. 11:1124.
IA2 and CIA2-LIKE are required for optimal photosynthesis and stress responses in Arabidopsis thaliana.
Gawroński P, Karpiński S. (2021) Plant J. 105:619-638. doi: 10.1111/tpj.15058.
MITOGEN-ACTIVATED PROTEIN KINASE4 impacts leaf development, temperature, and stomatal movement in hybrid aspen.
Witoń D, Sujkowska-Rybkowska M, Dąbrowska-Bronk J, Czarnocka W, Bernacki M, Szechyńska-Hebda M, Karpiński S. (2021) Plant Physiol. 186:2190–2204