Stručný sylabus předmětu

1. Historie a metodologie rostlinných biotechnologií prvé generace : od buněčné teorie po přímý genový přenos.

Tomáš Moravec , Ústav experimentální botaniky AV Praha

Biotechnologie prvé generace, explantátové kultury.
Hormonální a non- hormonální regulace organogeneze a embryogeneze, mechanizmy a limity růstové, regenerační a produkční kompetence.

Metody transformace rostlin a první transgenní rostliny

2. Základy šlechtění rostlin
Petr Smýkal Univerzita Palackého v Olomouci

Historie šlechtění rostlin. Genetická diverzita - metody studia, význam diversity a genofondové sbírky.
Domestikace kulturních rostlin

Základy klasické šlechtitelské práce : výběr, křížení, mutageneze, samosprašnost, cizosprašnost, inkompatibilita.
Polyploidie u kulturních rostlin. Rostlinný genom.
Somatická variabilita-testování genetické stability in vitro kultur (repetetivní sequence, retrotransposony a metylace DNA), příklady využití ve šlechtění.
Genomika - znalost genetické informace v kontextu syntenie a kolinearity - přenos poznatků z modelových na pěstované plodiny.
Indukce dihaploidů in vitro - získání a testování homozygotního materiálu.
Cytoplasmatická samčí sterilita, využití, molekulární detekce.
Heterózní efekt (F1 hybridi), kombinační schopnost.
DNA markery : marker assisted breeding (MAS), principy, příklady. Pyramidovaní genů
Rezistence k chorobám a škůdcům.
Mutagenese- molekulární identifikace mutantů - TILLING.

3. Metodologie přípravy transgenních rostlin I
Lukáš Fischer Přírodovědecká fakulta UK Praha

Definice geneticky modifikovaných organismů, stabilní x transientní transformace.
Omezení přenosu genů mezi různými organismy, genetický kód, regulační sekvence.
Metody vnášení DNA do rostlinných buněk, transformace pomocí agrobaktéria a balistické metody; principy metod, použití, výhody a limitace.
Principy přípravy geneticky modifikovaných rostlin , transformace somatických buněk, indukce tvorby kalusu, získání transformovaných rostlin organogenezí či somatickou embryogenezí; transformace generativních buněk A. thaliana.

4. Metodologie přípravy transgenních rostlin II

Lukáš Fischer Přírodovědecká fakulta UK Praha

Příprava genových konstruktů

Genový přenos do jaderného a plastidového genomu

Selekce a odvození transgenních rostlin

Umlčování exprese transgenů a rostlinných genů

Analýzy transgenních rostlin

Nové techniky šlechtění

5. GMO plodiny v praxi

Tomáš Moravec, Ústav experimentální botaniky AV Praha

Herbicid tolerantní (HT) plodiny. Historie, principy, přínosy, potenciální rizika zdravotní, ekologická, ekonomická
Insekt resistentní (IR) plodiny. Historie, příklady, principy, přínosy, potenciální rizika, zdravotní, ekologická, ekonomická
Virus resistentní GM plodiny. GM strategie v přípravě rostlin resistentních k bakteriálním či houbovým patogenům.

6. GM plodiny odolné vůči abiotickým stresorům. GM plodiny v ozdravování životního prostředí. Fyto- a rhizoremediace.
Tomáš Macek, Vysoká škola chemicko-technologická Praha

Civilizační znečištění půdy a vod : možnosti a limity konvenční remediace.
Bioalternativy : mikrobiální remediační systémy. GM mikroorganizmy.
GM plodiny a strategie fyto-či rhizoremediace.
-Těžké kovy. Radionuklidy
-Organické polutanty.
GM rostliny v nápravě a prevenci kontaminace.

7. Biotechnologie ve vesmíru

Zdeněk Opatrný Přírodovědecká fakulta UK Praha

Jak a proč pěstovat rostliny ve vesmíru.

8. Molekulární farmářství
Tomáš Moravec , Ústav experimentální botaniky AV Praha

Molekulární farmaření; výklad pojmu, potřebná metodologie, rozdělení podle použití produktů
Rostliny jako bioreaktory; tabák, brambor, rajče, vojtěška, hrách, sója, salát, len, mrkev, okřehek,
světlice, pšenice, ječmen, kukuřice, banánovník, rýže, mech Physcomitrella patens. Proč jsou některé lepší než jiné
Syntéza produktů rostlinám vlastních; modifikované lipidy a sacharidy, produkty sekundárního metabolismu
Syntéza cizorodých produktů; proteiny, protilátky, secondary metabolites
Produkce farmaceutik; syntéza vakcín chřipce, Sars Cov2, některým nádorovým onemocněním, Crohnově chorobě a dalším

9. Biotechnologie ve šlechtění zvířat : přínosy a rizika.
Jaroslav Petr Výzkumný ústav živočišné výroby/ Česká zemědělská univerzita Praha

použití biotechologií ke šlechtění užitkových zvířat, tvorba farmaceutických proteinů, transplantace, CRISPR, rizika, přínosy, legislativa

10. Legislativa GMO v ČR ve vztahu k EU : historie, současný stav a perspektivy.
Tomáš Moravec , Ústav experimentální botaniky AV Praha

Různé typy nakládání s GMO vyplývající z legislativní terminologie.
Princip předběžné opatrnosti jako pilíř EU legislativy.
Právní předpisy v oblasti GMO na úrovni EU.
Národní právní předpisy v oblasti GMO.
Problematika označování a sledovatelnosti, příp. zpětné dohledatelnosti GMO ve výrobním řetězci.
Problematika koexistence různých typů zemědělské produkce (konvenční, ekologické a
biotechnologické zemědělství).

Problematika genové editace, Crispr a další nové šlechtitelské techniky

Verze 2.3.2022, Tomáš Moravec