|
Vyučující
|
-
Trögl Josef, doc. Ing. Ph.D.
-
Auer Malinská Hana, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Podrobný obsah kurzu: 1. Úvod do biotechnologií rostlin Kurz začne představením biotechnologií rostlin, jejich historie, významu a současných aplikací. Studenti se seznámí s organizací rostlinného genomu, zahrnující nukleární, chloroplastový a mitochondriální genom, a s genetickými odlišnostmi mezi rostlinami a jinými organismy. Diskutován bude také význam polyploidie a domestikace plodin v kontextu genetických změn. 2. Explantátové kultury Studenti se naučí základy aseptické kultivace rostlin, včetně práce s explantáty, embryi, orgány, rostlinnými pletivy a buňkami. Kurz pokryje proces regenerace, morfogeneze a produkce kalusových kultur. Zvláštní pozornost bude věnována metodám mikropropagace a využití těchto technik v zemědělství a ochraně ohrožených druhů rostlin. 3. Metody genetických modifikací rostlin Studenti se seznámí s přímými a nepřímými metodami genetických transformací rostlin, jako jsou Agrobacterium tumefaciens, biolistická metoda (gene gun), mikroinjekce a elektroporace. Diskutovány budou klíčové prvky genetických konstrukcí, včetně promotorů, selekčních markerů a reportérových genů. 4. Transgenní rostliny a jejich aplikace Přednáška se zaměří na první a druhou generaci geneticky modifikovaných rostlin, včetně plodin rezistentních vůči herbicidům, hmyzím škůdcům a virům. Diskutovány budou transgenní plodiny produkující sekundární metabolity, bioplasty, biofortifikované potraviny a farmaceuticky důležité látky. 5. Fytoremediace a bioremediace Důležitou součástí kurzu bude využití rostlin pro čištění kontaminovaných půd a vody. Studenti se naučí principy fytoremediace, zahrnující odstraňování těžkých kovů, organických polutantů a radionuklidů. Kurz zdůrazní ekologický přínos těchto technologií. 6. Biotechnologie a klimatické změny Studenti se seznámí s tím, jak mohou biotechnologie přispět k řešení klimatických výzev. Diskutován bude vývoj plodin odolných vůči stresovým podmínkám, jako jsou sucho, zasolení půdy a teplotní výkyvy, a jejich role v zajištění potravinové bezpečnosti. 7. Biopaliva a energetické plodiny Kurz pokryje téma energetických plodin a jejich využití pro výrobu biopaliv. Studenti budou analyzovat výhody a nevýhody těchto technologií v kontextu udržitelnosti a ekologických dopadů. 8. Ekologické aspekty genetických modifikací Přednáška se zaměří na ekologické riziko a přínosy geneticky modifikovaných plodin, včetně vlivu na biodiverzitu a možnosti horizontálního přenosu genů. Diskutovány budou také přístupy minimalizující negativní dopady GMO. 9. Etické a legislativní otázky Kurz zahrne diskusi o etických dilematech spojených s biotechnologiemi, jako je využití GMO a biofortifikace, a také o legislativě upravující biotechnologie na národní i mezinárodní úrovni. 10. Praktická cvičení a aplikace biotechnologií Praktická část kurzu umožní studentům vyzkoušet si kultivaci rostlin in vitro, mikropropagaci a techniky genetické transformace. Součástí bude také návrh a realizace experimentu zaměřeného na fytoremediaci nebo produkci sekundárních metabolitů.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu Biotechnologie rostlin je poskytnout studentům komplexní vhled do moderních technik rostlinných biotechnologií a jejich aplikací s důrazem na udržitelnost a ekologii. Kurz pokrývá základní metody genetických úprav rostlin, kultivaci explantátů, produkci sekundárních metabolitů a fytoremediační aplikace. Výuka klade důraz na environmentálně šetrné přístupy, jako je využití geneticky modifikovaných organismů (GMO) pro ochranu půdy a vody, vývoj plodin odolných vůči klimatickým změnám a snižování závislosti na chemických prostředcích v zemědělství. Studenti se seznámí s inovacemi v oblasti biofortifikace, biopaliv a bioplastů, které mají potenciál snížit ekologickou stopu současného zemědělství. Součástí předmětu je také diskuse o etických, ekologických a socioekonomických aspektech biotechnologií. Kurz podporuje kritické myšlení a multidisciplinární přístup k řešení globálních výzev, jako jsou potravinová bezpečnost, ochrana biodiverzity a zmírňování klimatických změn.
|
|
Předpoklady
|
Předpokládá se základní znalost biologie nižších a vyšších rostlin, fyziologie rostlin a molekulární biologie
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
Od studentů se očekává osvojení základní terminologie a principů rostlinných biotechnologií, včetně ekologických a udržitelných aspektů. Důraz bude kladen na porozumění metodám genetických modifikací, technikám explantátových kultur, produkce sekundárních metabolitů a fytoremediace. Studenti by měli být schopni navrhnout a provést experimenty s využitím technik EK a genetické transformace a analyzovat ekologické dopady a potenciál biotechnologických aplikací v zemědělství a průmyslu. Současně se od nich očekává schopnost posuzovat etické, ekologické a socioekonomické aspekty využití biotechnologií a formulovat vlastní odborný názor na kontroverzní témata, jako jsou geneticky modifikované organismy a biofortifikace. Aktivní zapojení do samostatného řešení projektů a úkolů zadaných během kurzu a průběžné studium doporučené literatury a odborných článků bude nedílnou součástí požadavků na úspěšné absolvování. Závěrečné hodnocení bude kombinací písemného testu zaměřeného na teoretické znalosti, hodnocení praktických výstupů z laboratorních úloh a případové studie zaměřené na "zelené" technologie a jejich aplikace. Zápočet - splnění úloh, ústní zkouška,
|
|
Doporučená literatura
|
-
Altman A., Hasegawa, P.M. Plant Biotechnology and Agriculture: Prospects for the 21st Century. 1st ed. Academic Press, 2011..
-
FAO Biotechnology Resources. Dokumenty a zprávy o udržitelném využití biotechnologií v zemědělství.
-
Lindsey K. Plant tissue culture. Manual. Kluwer Academic Publishers, London, 1992.
-
Ondřej, Miloš, and Jaroslav Drobník. Transgenoze rostlin. Academia, 2002.
-
Slater A., Scott N., Fowler M. Plant biotechnology: the genetic manipulation of plants. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2003..
-
Smith R.H. Plant tissue culture. Techniques and Experiments (Second edition). Academic Press, 2000. 2000.
-
Teaching Tools in Plant Biology (The Plant Cell Online). Série volně dostupných výukových materiálů o genetice rostlin, domestikaci a biotechnologiích.
|