Kultury komórkowe i tkankowe in vitro w biotechnologii roślin

60

Podstawowa wiedza z zakresu botaniki i biologii komórki roślinnej.

- Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 60

- Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta potrzebny do przygotowania się do laboratoriów: 10

- Czas wymagany do przygotowania się do zaliczenia: 10

Łącznie za moduł 3 punkty ECTS

Sposób weryfikacji efektów kształcenia na studiach pierwszego stopnia zatwierdzonych na podstawie Uch. Senatu UMCS Nr XXV-810/20 z dnia 26 maja 2021 tj. od cyklu kształcenia 2021/2022

- laboratorium – bieżące monitorowanie wykonania zadań oraz opracowania ćwiczeń (U1-U4, K1-K3)

- kolokwia śródsemestralne (W1–W3)

Zajęcia mają na celu zapoznanie studentów z organizacją i wyposażeniem laboratorium roślinnych kultur in vitro, z kolejnymi etapami przygotowywania sterylnych pożywek do roślinnych kultur tkankowych oraz zasadami bezpieczeństwa pracy w sterylnych warunkach.

Student otrzyma niezbędną wiedzę dotyczącą organizacji tkankowej roślin stanowiących źródło materiału do inicjacji kultur tkankowych oraz do poprawnej analizy efektów kolejnych etapów hodowli in vitro.

Na podstawie preparatów mikroskopowych student zapozna się z kolejnymi stopniami morfologicznej organizacji roślin oraz pozna funkcjonalne układy tkankowe i zasady ich działania. W ramach zajęć student zapozna się z podstawowymi rodzajami kultur roślinnych prowadzonych w warunkach in vitro (kultura kalusa, kultury organów roślinnych, kultury pylników i mikrospor, kultury protoplastów roślinnych, kultury zarodków zygotycznych i somatycznych) oraz ich wykorzystaniem w biotechnologii roślin. Przedstawione zostaną procesy morfogenezy roślin w warunkach in vitro oraz hormonalne ukierunkowanie rozwoju – organogeneza pośrednia i bezpośrednia, embriogeneza somatyczna pośrednia i bezpośrednia. Student zapozna się z organami oraz procesami zaangażowanymi w rozmnażanie generatywne roślin oraz z zastosowaniem kultur in vitro jako narzędzia do rozwiązywania problemów związanych ze sterylnością generatywną roślin i przełamaniem barier związanych z krzyżowaniem gatunków odległych systematycznie. Tematyka zajęć dotyczy także roślinnych komórek macierzystych, źródeł ich pozyskiwania oraz oceny zdolności do regeneracji roślin z eksplantatów pierwotnych. Po zakończeniu kursu student będzie posiadał wiedzę i umiejętności dotyczące praktycznego zastosowania mikrorozmnażania roślin w aspekcie biotechnologicznym.

1. Borém A., Fritsche-Neto R. (2014) Biotechnology and Plant Breeding. Applications and Approaches for Developing Improved Cultivars (1st ed.). Elsevier Inc.

2. Loyola-Vargas V.M., Ochoa-Alejo N. (2012) Plant Cell Culture Protocols (3rd ed.). Springer, Berlin, Heidelberg.

3. Imani J., Kumar A., Neumann K. (2009) Plant Cell and Tissue Culture - A Tool in Biotechnology. Basics and Application (1st ed.). Springer, Berlin, Heidelberg.

4. Woźny A., Przybył K. (2007) Komórki roślinne w warunkach stresu. Tom II: Komórki in vitro. Wyd. Naukowe UAM

5. Malepszy S. (red.) Biotechnologia roślin. PWN 2001.

6. Skucińska B. (2008) Przewodnik do ćwiczeń z roślinnych kultur in vitro. Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Wydanie I, Kraków.

7. Hejnowicz Z. (2002) Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych – organy wegetatywne. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa.

8. Rodkiewicz B., Śnieżko R., Fryk B., Niewęgłowska B., Tchórzewska D. (1996) Embriologia Angiospermae rozwojowa i eksperymentalna. Wydawnictwo UMCS, Lublin.

Na podstawie Uch. Senatu UMCS Nr XXV-810/20 z dnia 26 maja 2021 tj. od cyklu kształcenia 2021/2022

Wiedza: Absolwent zna i rozumie

W1. zasady przygotowywania sterylnych pożywek, namnażania roślinnej masy komórkowej i prowadzenia różnych typów kultur in vitro z zachowaniem sterylności i bezpieczeństwa pracy. K_W02, K_W04, K_W08

W2. zasady prowadzenia ukierunkowanej hodowli tkanek i komórek oraz protoplastów roślinnych z wykorzystaniem metod hodowli in vitro. K_W03, K_W04, K_W06

W3. budowę tkankową i komórkową oraz rozmnażanie generatywne roślin, K_W05

Umiejętności: Absolwent potrafi

U1. przygotować sterylne pożywki do roślinnych kultur tkankowych oraz ukierunkowanej regeneracji roślin z eksplantatów pierwotnych oraz protoplastów komórek somatycznych roślin, K_U03, K_U04

U2. zainicjować oraz prowadzić kultury organów roślinnych, kalusa, pylników mikrospor, zarodków zygotycznych i somatycznych oraz hodowle protoplastów roślinnych, K_U02, K_U03

U3. rozpoznać i interpretować na poziomie makroskopowym i mikroskopowym zmiany zachodzące w tkance roślinnej w trakcie kultury in vitro, K_U04, K_U05,

U4. praktycznie zastosować mikrorozmnażanie roślin w aspekcie biotechnologicznym, K_U03

Kompetencje społeczne: Absolwent jest gotów do

K1. upowszechniania właściwego postępowania w pracowni kultur tkanek roślinnych in vitro oraz samodzielnego podejmowania decyzji w ramach rozwiązywania problemu badawczego, K_K01, K_K02

K2. dostrzegania społecznych i etycznych problemów wynikających z wdrażania metod kultur tkankowych, K_K05

K3. dbałości o odpowiedzialną postawę zawodową w pracy z kulturami roślinnymi in vitro, K_K05