Növényi Sejtbiológiai Osztály

A Növényi Sejtbiológia Osztály kutatói a gabonafélék és egyéb modell növények ivaros szaporodási és fejlődési folyamatait, a növényi sejtek és környezetük kölcsönhatását, valamint az ivarsejtek biotechnológiai alkalmazhatóságát tanulmányozzák.

Osztályvezető: 

A Növényi Sejtbiológia Osztály kutatási struktúrájának kialakítása során elsődleges szempontnak tartottuk, hogy alapkutatási témáinkat a nemzetközi trendekhez és a társadalom aktuális elvárásaihoz kapcsolódó kutatási fókuszpontok köré rendezzük, integrálva az élvonalbeli molekuláris biológiai kutatási irányzatokat és a klasszikus növénybiológiát. További fontos szempont, hogy elért eredményeink a jövőben alkalmazhatóak legyenek a növénynemesítési gyakorlatban is. Az osztály fő erőssége a gabonafélék sejt- és szaporodásbiológiája és biotechnológiája területén szerzett nemzetközileg is elismert, széles körű szakmai tapasztalat, amely a szubcelluláris folyamatok feltárásától a teljes növény szintű vizsgálatokig terjed, keresve a kapcsolatot a szerkezet és funkció között. Jelenleg több kutatási területen dolgozunk.

Tanulmányozzuk a szimultán hő- és szárazságstressz növényi ivarsejtekre és szervekre gyakorolt hatását annak érdekében, hogy feltárjuk a gabonafélék abiotikus stressz adaptációját meghatározó komponenseket. Komplex megközelítést alkalmazunk, amely citológiai, szövettani és élettani vizsgálatokat, transzkriptom szekvenálást és proteomikai elemzést foglal magába. Vizsgálataik során szerv specifikus és stressz indukált géneket és fehérjéket határoznak meg. Célunk az szárazság- és együttes hő- és szárazságtolerancia biológiai alapjainak feltárása, hogy azokat a későbbiekben a gyakorlati növénynemesítés felhasználhassa az új fajták előállításánál. Hatékony haploid indukciós módszereket alkalmazva vizsgáljuk a mikrospórák in vitro embriogenezisét indukáló tényezőket. Búza × árpa nemzetséghibrideket hozunk létre, valamint tanulmányozzuk a szülői genomok együttműködését és a centromérák kromoszóma stabilitásban betöltött szabályozó szerepét a kromoszóma kiesések megakadályozása és stabilizálása érdekében. Vizsgáljuk, hogyan hat a búza mikrosporogenezise során bekövetkező hőstressz a gamétákat létrehozó meiótikus sejtosztódásra és a gaméták majdani fertilitására.

A vízmegvonás és hőstressz hatása a szemtermések keményítő felhalmozására és a génkifejeződésre

A szemtelítődés idején fellépő vízmegvonás és az együttesen alkalmazott vízmegvonás és hőstressz hatása az endospermium keményítő felhalmozására (A) és a szénhidrát anyagcserében szerepet játszó gének expressziójára (B). Bar = 20 µm

Búzalisztharmat gombatelep konfokális lézer pásztázó mikroszkóppal készített három dimenziós rekonstrukciója

Búzalisztharmat (Blumeria graminis f. sp. tritici) korábban ismeretlen, aszkospórás fertőzési módjából származó gombatelep konfokális lézer pásztázó mikroszkóppal készített három dimenziós rekonstrukciója. Bar: 20 µm

A szinapszis felbomlása a hexaploid búza mikrospóra anyasejtekben

A szinapszis felbomlása a hexaploid búza késői profázisában (diploténben): A szinapszis felbomlásakor a szinaptonémás complex laterális eleme újra láthatóvá válik (fehér szignál). A szétválás először a kromoszóma karoknál látható míg a centromérákat még összetartja a centrális elem (lila fonalak) fehérjéje. A centromérikus régiók pirossal jelöltek.

Az osztály válogatott publikációi: 

Végh A., Incze N., Fábián A., Huo H., Bradford K.J., Balázs E., Soós V. (2017) Comprehensive Analysis of DWARF14-LIKE2 (DLK2) Reveals Its Functional Divergence from Strigolactone-Related Paralogs. Frontiers in Plant Science 8:1641 [online] doi: 10.3389/fpls.2017.01641

Ricroch A, Harwood W, Svobodová Z, Sági L, Hundleby P, Badea EM, Rosca I, Cruz G, Salema Fevereiro MP, Marfà Riera et al. (2015) Challenges facing European agriculture and possible biotechnological solutions. Crit Rev Biotech 1:1-9. DOI: 10.3109/07388551.2015.1055707

Fábián A, Földesiné Füredi PK, Ambrus H, Jäger K, Szabó L, Barnabás B (2015) Effect of n-butanol and cold pretreatment on the cytoskeleton and the ultrastructure of maize microspores when cultured in vitro. Plant Cell Tiss Org 123: 257-271. DOI 10.1007/s11240-015-0829-9

Jankovics T, Komáromi J, Fábián A, Jäger K, Vida G, Kiss L (2015) New insights into the life cycle of the wheat powdery mildew: direct observation of ascosporic infection in Blumeria graminis f. sp. tritici. Phytopathology 105: 797-804. DOI: 10.1094/PHYTO-10-14-0268-R.

Jäger K, Miskó A, Fábián A, Deák C, Eitel G, Szabó L, Barnabás B, Papp I (2014) A morpho-physiological approach differentiates bread wheat cultivars of contrasting tolerance under cyclic water stress. J Plant Physiol 171: 1256-1266. Doi: 10.1016/j.jplph.2014.04.013

Polgári D, Cseh A, Szakács É, Jäger K, Molnár-Láng M, Sági L (2014) High-frequency generation and characterization of intergeneric hybrids and haploids from new wheat–barley crosses. Plant Cell Rep 33: 1323-1331. Doi: 10.1007/s00299-014-1618-3

Dóczi R, Ökrész L, Romero AE, Paccanaro A, Bögre L (2012) Exploring the evolutionary path of plant MAPK networks. Trends Plant Sci 17: 518-25. DOI: 10.1016/j.tplants.2012.05.009

Fábián A, Jäger K, Rakszegi M, Barnabás B (2011) Embryo and endosperm development in wheat (Triticum aestivum L.) kernels subjected to drought stress. Plant Cell Rep 30: 551-563. Doi: 10.1007/s00299-010-0966-x

Jäger K, Fábián A, Tompa G, Deák C, Höhn M, Olmedilla A, Barnabás B, Papp I (2011) New phenotypes of the drought-tolerant cbp20 Arabidopsis thaliana mutant have changed pidermal morphology. Plant Biology, 13: 78-84. Doi: 10.1111/j.1438-8677.2010.00343.x

Szűcs A, Jäger K, Jurca ME, Fábián A, Bottka S, Zvara A, Barnabás B, Fehér A (2010) Histological and microarray analysis of the direct effect of water shortage alone or combined with heat on early grain development in wheat (Triticum aestivum). Physiol Plantarum, 140: 174-188. Doi: 10.1111/j.1399-3054.2010.01394.x

Darkó E, Ambrus H, Stefanovits-Bányai E, Fodor J, Bakos F, Barnabas B (2004) Aluminium toxicity, Al tolerance and oxidative stress in an Al-sensitive wheat genotype and in Al-tolerant lines developed by in vitro microspore selection. Plant Sci 166:583-591. DOI: 10.1016/j.plantsci.2003.10.023

Az osztály hazai és nemzetközi együttműködései: 
Szent István Egyetem, Növényélettani és Növényi Biokémia Tanszék, Dr. Papp István: növényfiziológiai és molekuláris biológiai vizsgálatok stresszadaptáció témakörben
ELTE TTK Biológiai Intézet, Növényszervezettani Tanszék, Dr.Kovács M. Gábor: elektronmikroszkópos vizsgálatok
MTA ATK Növényvédelmi Intézet, Dr. Kiss Levente: kórokozó lokalizációs vizsgálatok
MTA ATK MGI Alkalmazott Genomikai Osztály, tartalékfehérjék felhalmozódási dinamikájának vizsgálata
MTA ATK MGI Génmegőrzési Osztály, búza x árpa hibridek vizsgálata
 
Nemzetközi együttműködések:
Dr. Trude Schwarzacher és Prof. Pat Heslop-Harrison, Leicester-i Egyetem, Egyesült Királyság
 
 
 
Kutatóprofesszor: 
Tudományos segédmunkatárs: 
Intézeti mérnök: 
Titkárnő: 
Mezőgazdasági technikus: 
Labor kisegítő: