O SmartSun projektu
Kratak opis projekta
Promena klime direktno i indirektno utiče na gajene biljke i donosi nove izazove u oplemenjivanju. Korišćenje modernih „omics“ tehnologija u oplemenjivanju i proučavanjem odgovora biljaka na promene omogućeno je stvaranjem klimatski „pamenih“ biljaka (climate smart crops) koje su toleratnije, a i produktivnije u stresnim uslovima gajenja.
Problematika projekta
Među posledicama klimatskih promena, suša predstavlja značajnu pretnju poljoprivrednoj proizvodnji širom sveta. Suša utiče na smanjenje prinosa i kvaliteta biljaka. Bolje razumevanje prilagođavanja biljaka na sušu od velikog interesa za nauku i društvo uopšte. Suša izaziva različite promene u ekspresiji biljnih gena, metabolizmu i fenotipu. Potrebno je identifikovati promene koje kontrolišu tolerantnost na sušu u cilju stvaranja efikasnijih i bolje prilagođenih novih sorti biljaka. Zbog toga je oplemenjivanje na tolerantnost prema suši ekonomičan, izvodljiv i ekološki prihvatljiv metod kontrole, ali zbog složenosti osobina zahteva neiskorišćene pristupe u istraživanju. Projekat SmartSun će se baviti ispitivanjem mehanizama prilagođavanja suncokreta na ekstremne vremenske prilike, prvenstveno sušu, kao posledicu klimatskih promena, uz primenu najnovijih „omics“ tehnologija za fenotipizaciju i genotipska i epigenetska istraživanja.
Glavni cilj projekta
Projekat SmartSun će se baviti ispitivanjem mehanizama prilagođavanja suncokreta na ekstremne vremenske prilike, prvenstveno sušu, kao posledicu klimatskih promena, uz primenu najnovijih „omics“ tehnologija za fenotipizaciju i genotipska i epigenetska istraživanja. Krajnji cilj projekta je identifikacija genotipova koja će biti polazna osnova za stvaranje suncokreta tolerantnih na ekstremne klimatske uslove tzv. klimatski „pametnog“ suncokreta (climate smart sunflower).
Koncept i inovativnost projekta
SmartSun će istražiti i koristiti nove metode dostupne za fenotipizaciju biljaka i epigenetiku kako bi razvio genotipove suncokreta otporne na sušu. SmartSun je organizovan u četiri međusobno povezana radna paketa (RP) posvećena: fenotipskim istraćivanjima korena suncokreta (RP1), genomike i epigenetike (RP2), integraciji podataka korišćenjem mašinskog učenja (RP3), diseminaciji i ukupnoj koordinaciji projekta (RP4). Istaživanja će početi ispitivanjem velikog broja genotipova suncokreta testiranjem na sušu i odabirom ekstremno tolerantnih i osetljivih. Koriščenjem platformu za automatsku analizu arhitekture korenovog sistema za biljke gajene u rizotronima analiziraće se morfologija i anatomija korena. Podaci dobijeni fenotipizacijom korena i analizom ekspresije gena biće korišćeni za odabir dva genotipa suncokreta (najtolerantniji i najosetljiviji na sušu) za epigenetsku analizu – sRNK i lncRNA. Korišćenjem matematičkih i statističkih analiza podataka dobijeni fenotipskim, anatomskim, molekularnim i epigenetičkim istraživanjma daće uvid u konsolidovani odgovor na toleranciju na sušu koji se može iskoristiti u oplemenjivanju.
Istraživanja obuhvaćena SmartSun projektom će biti prva istraživanja ovog tipa na suncokretu, kombinujući najsavremenije tehnike da bi se stekao uvid u tolerantnost na sušu. Tri nova pristupa će se koristiti u projektu SmartSun. Prvo, za fenotipsku analizu korenovog sistema suncokreta uspostaviće se prva automatska platforma u Srbiji bazirana na digitalnoj analizi slike. Drugo, koristiće epigenetske analize za bolje razumevanje adaptacije biljaka na brze klimatske promene i ekspresiju nasleđenog materijala koji nije povezan sa varijacijama DNK sekvence. Treće, za obradu podataka ćemo primeniti metode mašinskog učenja za kreiranje modela koji će predvideli da li je biljka tolerantna na sušu ili ne.
Uticaj i značaj projekta
Projekat SmartSun će otkriti neispitane ili nedovoljno istražene osobine suncokreta, kao i epigenetičke mehanizme prilagođavanja suncokreta na stresne uslove, što će doprineti naučnoj zajednici u Srbiji, a i šire kroz kvalitetne publikacije i predstavljanje rezultata projekta na međunarodnim i nacionalnim konferencijama. Rezultati projekta će se koristiti kao polazna tačka za buduće predloge EU. Projekat SmartSun će obezbediti značajan obrazovni uticaj, približiti nauku mladim istraživačima i motivisati studente da se bave naukom. Razvojem visokokvalitetnih klimatski „pametnih“ genotipova suncokreta (climate smart sunflower), projekat SmartSun će imati značajan ekološki i ekonomski uticaj. Korišćenjem ekološki prihvatljivih metoda oplemenjivanja stvoriće se genotipovi čija će proizvodnja povećati tolerantnost na klimatske promenene a neće ugrožavati životnu sredinu, dok će proizvođačima obezbediti održiv prihod. Imajući u vidu važnost eksploatacije rezultata projekta, tržišno orijentisana valorizacija rezultata biće fokusirana u saradnji sa privredom. Mogućnost saradnje planirana je sa svim privrednim subjektima koji su povezani sa projektom, pokrivaju ceo lanac vrednosti, od proizvodne do krajnih korisnika: proizvođača semena suncokreta, prerađivačke industrije, drugih industrija i prodaje. Očekuje se da će novi genotipovi suncokreta doprineti povećanju prinosa suncokreta od približno 10% u odnosu na postojeće hibride, što značajno smanuje upotrebu pesticida i đubrenje potrebnog za povećanje potencijala prinosa. Ovo je posebno važno za zemlje u kojima poljoprivreda i prehrambeni sektor značajno doprinose ukupnoj ekonomskoj aktivnosti, kao što je slučaj sa Republikom Srbijom. Dalja istraživanja fokusiraće se na proučavanje ekonomskog aspekta proizvodnje u vidu identifikacije, merenja i poređenja troškova gajenja u održivim poljoprivrednim sistemima. Očekuje se da primena pamentnih suncokreta u proizvodnji dovede do novih rešenja, poveća ekonomsku efikasnost i ima uticaj na lokalnu i evropsku poljoprivredu, kao i industriju prerade ulja. Nakon što projekat bude završen, SmartSun će se takođe fokusirati na kreiranje poslovnih prilika i sklapanje sporazuma o saradnji i sa privatnim sektorom.
Značaj SmartSun projekta je da podstakne inovativna rešenja za smanjenje štetnih uticaja klime i kontrolu suše kroz istraživanje novih tehnika koje su revolucionarne u Republici Srbiji i koje se tek pojavljuju u svetu i omogućavaju njihovu primenu i praksi. SmartSun projekat će uspostaviti intenzivnu saradnju i povećati integraciju između učesnika projekta iz različitih institucija. Učesnici projekta će podstaći istraživački i inovativni kapacitet za razvoj i doprineti prioritetima u istraživanju i inovacijama Srbije i podržati istraživanje i inovacije na evropskom i svetskom nivou.
Broj projekta: 7732457
Tip projekta: Fond za nauku Republike Srbije – program IDEJE
Period realizacije: januar 2022 – decembar 2024.
Genetički resursi
Kolekcija divljih vrsta roda Helianthus
S obzirom na usku genetičku varijabilnost gajenog suncokreta, u pogledu oplemenjivanja na važne agronomske osobine, divlje vrste suncokreta predstavljaju poželjan i veoma značajan izvor gena. Institut za ratarstvo i povrtarstvo poseduje izuzetno bogatu kolekciju divljih vrsta roda Helianthus koja obuhvata 8 jednogodišnjih i 21 višegodišnju vrstu sa preko 500 različitih populacija.
Kolekcija hibrida i inbred linija suncokreta
Institut poseduje bogatu kolekciju gajenog suncokreta velike varijabilnosti koja se ogleda u postojanju 7000 različitih inbred linija. Institut je registrovao preko 700 hibrida suncokreta širom sveta u različitim državama.
Vesti
Rezultati
Tim
Učesnici projekta
NIO učesnice
Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Institut od nacionalnog značaja za R. Srbiju, Novi Sad (IFVCNS)
Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u Novom Sadu (UNSPMF);
Fakultet tehničkih nauka, Univerzitet u Novom Sadu (FTN)
Rukovodilac projekta: dr Sandra Cvejić, naučni savetnik (IFVCNS)
Članovi tima
P1: dr Aleksandra Radanović, viši naučni saradnik (IFVCNS)
P2: prof. dr Jadranka Luković, redovni profesor (UNSPMF)
P3: prof. dr Dragana Miladinović, naučni savetnik (IFVCNS)
P4: dr Siniša Jocić, naučni savetnik (IFVCNS)
P5: dr Nada Hladni, naučni savetnik (IFVCNS)
P6: dr Milan Jocković, viši naučni saradnik (IFVCNS)
P7: dr Sonja Gvozdenac, naučni saradnik (IFVCNS)
P8: dr Boško Dedić, naučni saradnik (IFVCNS)
P9: dr Jelena Jocković naučni saradnik (UNSPMF)
P10: Nemanja Ćuk, dipl.ing. – master, istraživač saradnik (IFVCNS)
P11: Olivera Lazić, dipl.ing. – master, asistent (FTN)