Environmental biotechnology aspects of the new crop production systems  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
61023
Type NI
Principal investigator Balázs, Ervin
Title in Hungarian Az új növénytermesztési rendszerek környezetbiotechnológiai kérdései
Title in English Environmental biotechnology aspects of the new crop production systems
Keywords in Hungarian koegzisztencia, GM-technológia, gén-elsodródás, diagnosztika, előrejelzés
Keywords in English co-existence, GM-technology, gene-flow, diagnostics, prediction
Discipline
Crop protection (Council of Complex Environmental Sciences)60 %
Crop production (Council of Complex Environmental Sciences)30 %
Plant breeding (Council of Complex Environmental Sciences)10 %
Panel Complex agricultural sciences
Department or equivalent Agricultural Institute (Centre for Agricultural Research)
Participants Ádám, Attila
Bedo, Zoltán
Hornok, László
Juhász, Angéla
Karsai, Ildikó
Mészáros, Annamária
Mészáros, Klára
Posta, Katalin
Rakszegi, Marianna
Starting date 2006-03-01
Closing date 2009-02-28
Funding (in million HUF) 48.000
FTE (full time equivalent) 4.73
state closed project
Summary in Hungarian
Az új növénytermesztési rendszerek környezet-biotechnológiai vetülete

A következő 10 évre szóló mértékadó becslések szerint Európában és Magyarországon is gyorsan terjed majd a tágabb értelemben vett preciziós növénytermesztés, amely GM-növények előállítását és hasznosítását is magában foglalja. A termesztési technológiák terén várható változások nagy hatással lesznek mind a mezőgazdaságra, mind pedig a környezetre. Olyan alapkutatásokra van szükség, amelyek a várható problémák kezelésére alkalmas megoldásokkal szolgálnak. Jelen kutatási program célul tűzte ki olyan új módszerek kidolgozását és kipróbálását, amelyek (1) hagyományos növénynemesítési eljárásokkal képesek transzgének bevitelére elit nemesítői vonalakba, (2) alkalmasak a beépített gének hatásának és sorsának nyomon követésére, (3) ellenőrzik a beépített gének stabilitását és elsodródását, és (4) lehetővé teszik a GM-növények kórokozó és szimbionta mikroorganizmusokra gyakorolt mellékhatásának elemzését. Modellnövényként burgonyát, búzát és kukoricát, modell-mikroorganizmusként pedig potyvírusokat, mikotoxin-termelő Fusariumokat, valamint mikorrhiza gombákat választottunk, azért, mert a pályázó konzorcium tagjainak rendelkezésére állnak a program gyors és hatékony elindításához szükséges kísérleti anyagok, s a munkacsoportok elméleti-módszertani felkészültsége is megfelelő ezen a területen.
Summary
Environmental biotechnology aspects of the new crop production systems

According to responsible prognoses for the next 10 years, the spread of precision crop production, including the creation and use of GM plants will rapidly increase in Europe and Hungary, as well. The forthcoming changes in farming technologies will strongly influence both the agriculture and the environment. Basic research activity should be focused on these problems, in order to provide means, by which these changes could be appropriately managed. The present project aims to (i) find and test new ways of introducing transgenes into breeding lines by using traditional breeding methodologies, (ii) monitor the fate and effects of the transgenes, (iii) control the stability and flow of the transgenes and (iv) investigate the side effects of GM plants on plant pathogenic and symbiotic microorganisms. Maize, potato and wheat, as well as potyviruses, toxigenic Fusarium species and mycorrhizal fungi will be used as model plants and microorganisms, respectively. These organisms were purportedly chosen, as the consortium, submitting this project owns the experimental material and methodological skill needed for the immediate and efficient start of the work. Among the expected deliverables new diagnostic methods, new risk assessment strategies, new breeding lines, improved disease prediction models, mycorrhiza cultures suitable for soil inoculation are the most important ones.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kukorica monokultúrában a Glomus-fajok a domináns mykorrhiza gombák, függetlenül a tápanyag utánpótlás szintjétől. Az alcsoportok közül a Glomus-Ad fajok a legérzékenyebbek a trágyázásra. A hagyományos és a GMO kukoricanövényeket egyformán kolonizálják a mykorrhiza gombák, de mindkét növénycsoport mentes volt kórokozó Fusarium-fajoktól. A párosodási típus gének (MAT) aszexuális gombákban is működnek. A MAT transzkripciós faktor számos olyan génre is hat, így egy HOG-típusú MAPkinázra, egy nitrilázra és a white collar komplex génjeire, amelyeknek nincs szerepük az ivaros szaporodásban. Járványos körülmények között női sterilitás épül fel bizonyos gombák populációiban, s ez fajon belüli szegregációhoz vezet, amint azt a kukoricapatogén Fusarium subglutinans Európai populációjában lehetett tapasztalni. Új, kriptikus funkciójú mitokondriális plazmid (pFP1) jelent meg a Fusarium proliferatumban. Virusellenálló burgonyafajtákat állítottunk elő, marker mentes transzformációval és megállapítottuk a transzgén stabil beépülését. A rezisztencia tartósnak bizonyult és számos PVY törzzsel szemben mutattak általános védettséget, melyet hibrid vírus törzsekkel is ellenőriztünk. A bioenergia termelésre tervezett kukorica és akác kultúrák vírusbetegségeinek molekuláris térképezésével azok járványtani jelentőségére kaptunk fontos adatokat. Kidolgoztuk a transzgén kromoszóma szintű azonosításának lehetőségét is burgonya vonalainkban.
Results in English
In corn monoculture, the Glomus clade was the predominant mycorrhiza fungus group irrespective of mineral fertilization practices. Of the subgroups, Glomus-Ad species were the most sensitive to fertilization. GMO and non-GMO plants were equally colonized by mycorrhiza fungi, but they were free of pathogenic Fusarium species. Mating type genes (MAT) are active in asexually reproducing fungi. Functional analysis of a variety of genes, including a HOG-type MAPK gene, a putative nitrilase gene, and genes of the white collar complex indicates that the MAT transcription factors affect a number of genes not directly involved in sexual reproduction. Female sterility is gradually built up during epidemic conditions in local populations of fungi leading to within species segregation as demonstrated in a pan-European population of the maize rot pathogen, Fusarium sublutinans. A novel mitochondrial plasmid, pFP1 with cryptic phenotype has been identified in Fusarium proliferatum. Virus resistant transgenic potato varieties were engineered with marker free construct and the stable integration of the transgene was confirmed. The resistance proved to be durable and expressed against several potato virus Y strains, which characteristic phenomenon was checked with hybrid viruses, too. Molecular analysis of the Peanut Stunt Virus and Maize Dwarf Mosaic Virus resulted important epidemiological data of those cultures expected to be cultivated for bioenergy.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=61023
Decision
Yes





 

List of publications

  
Salánki, K., Kiss, L., Gellért, Á., E., Balázs: Identification of a region of Tomato aspermy virus (TAV) coat protein responsible for long-distance movement deficiency in cucumber, Virology (manuscript in preparation), 2009
Oláh, B., Jeney, A., Hornok, L.,: Transient endophytic colonization of maize tissues by Fusarium proliferatum., Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica, 2007
Posta K: Diversity of arbuscular mycorrhizal fungi colonizing the roots of maize in different long-term fertilization experiments., COST 870 Workshop, Hannover Abstract No. 3-5., 2007
Gell, G., Balázs, E., Petrik K.: MDMV phylogenetics, Archives of Virology (submitted), 2009
Kiss, L., Balázs E., Salánki, K.: Characterization of black locust strains isolates of Peanut stunt virus (PSV) from the Pannon ecoregion confirm the existence of the fourth taxonomic PSV subgroup, European Journal of Plant Pathology (accepted), 2009
Petrik, K., Sebestyén, E., Gell, G., Balázs, E: Natural insertions within the N-terminal region of the coat protein of Maize dwarf mosaic potyvirus have an effect on the RNA stability, Virus Research (submitted), 2009
Bukovinszki, Á: Ellenállóság kialakítása a burgonya Y vírus (PVY) különböző törzsei és mesterséges hibridjei ellen burgonyában shooter mutáns agrobaktériumon alapuló transzformációs rendszerben., PhD. értekezés. Eötvös Lóránd Tudomány Egyetem (védett), 2008
Gell, Gy., Petrik, K., Balázs, E., Divéki, Z.: Kukorica Csikos Mozaik Virus (MDMV) populációk molekuláris analízise, Növényvédelem 44. (11) p.567-571., 2008
Kiss, L., Balázs, E., Salánki, K.: Akácról izolált földimogyoró satnyulás virus (Peanut Stunt Virus) molekuláris jellemzése, Növényvédelem 44.(11) p.573-578., 2008
Balázs, E., Petrik, K., Gell, Gy., Divéki, Z.: Recombination studies of Maize dwarf mosaic potyvirus (MDMV) as an important factor for risk assessment in maize plants., 10th International Symposium ont he Biosafety of Geneticlly Modified Organisms. Welington, New Zealand. Nov. 16-21.Abstr. Symposium Handbook p.128., 2008
Gell, Gy., Petrik, K., Balázs, E.: Genetic diversity of maize dwarf mosaic potyvirus (MDMV) in Hungary, Magyar Mikrobiológiai Társaság Naggyűlése, Október 11-15., 2008
Gell, Gy., Petrik, K., Balázs, E., Divéki, Z.: Kukorica csíkos mozaik vírus (MDMV) populációk molekuláris analízise., 54. Növényvédelmi Tudományos Napok. Bp. febr. 27-28. Abstr. (szerk:Horváth J., Haltrich A. Molnár J ) p. 27., 2008
Kiss, L., Sebestyén, E., László, E., Salamon, P., Balázs, E., Salánki, K.: Molecular characterization of a black locust strain of Peanut stunt virus, The 3rd Conference of the International Working Group on Legume and Vegetable Viruses, August 20-23, 2008, Ljubljana, Slovenia 61., 2008
Kiss, L., Sebestyén, E., László, E., Salamon, P., Balázs, E., Salánki, K.: Nucleotide sequence analysis of peanut stunt virus RP Isolate, prove the role of recombination in cucomovirus evolution., 15th International Congress of the Hungarian Society for Microbiology. July 18-20. Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica. Akadémiai Kiadó Volume:54. pp. 62-63., 2007
Kiss, L., Sebestyén, E., László, E., Salamon, P., Balázs, E., Salánki, K.: In vivo rekombináns földimogyoró satnyulás vírus (Peanut stunt virus, PSV) izolátum molekuláris jellemzése., 54. Növényvédelmi Tudományos Napok. Bp. febr. 27-28. Abstr. (szerk:Horváth J., Haltrich A. MolnárJ.) p. 29., 2008
Kiss, L., Balázs, E., Salánki, K: A Pannon ökorégióból származó mogyoró satnyulás vírus (Peanut Stunt Virus, PSV) izolátumok jellemzése, 54. Növényvédelmi Tudományos Napok. Bp. febr. 23-24., 2009
Kohut, G., Ádám, A. L., Fazekas, B., Hornok, L.: Disruption of Fphog1, a MAPK encoding gene of Fusarium proliferatum results in increased fumonisin B1 production under N-starvation., 3rd International Symposium on FHB, 2008 Szeged, Hungary, 2008
Petrik, K., Gell, Gy., Divéki, Z., Balázs, E.: Genetic variability and recombination events of maize dwarf mosaic potyvirus (MDMV)., XIV. International Congress of Virology 10-15. August, Istanbul, WP 511., 2008
Sasvári Z., Berzsenyi Z., Posta K., Hornok L.: Eltérő termesztési technológiák hatása az arbuszkuláris mikorrhiza gombák diverzitására kukoricában, 54. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest, 2008
Sasvári, Z., Posta, K., Hornok, L.: Impact of different long-term fertilization treatments on the biodiversity of arbuscular mycorrhizal fungi in maize, 4th International Conference of Mycology, May 29-31, Debrecen, 2008
Sasvári, Z., Berzsenyi, Z., Posta, K., Hornok, L.: Diversity of arbuscular mycorrhiza fungi colonizing maize at different plant densities, A Magyar Mikrobiológiai Társaság 2008. évi Nagygyűlése, Keszthely, 2008
Szabóné Stubnya, V., Ádám, L.A., Láday, M., Hornok, L.: Characterization of the blue light regulator WC homologues in Fusarium verticillioides., 4th International Conference of Mycology, May 29-31, Debrecen, 2008
Szabóné Stubnya, V., Ádám, L.A., Láday, M., Hornok, L.: Characterization of the blue light regulator WC homologues in Fusarium verticillioides., 4th International Conference of Mycology, May 29-31, Debrecen, 2008
Bukovinszki, Á., Divéki, Z., Csányi, M., Palkovics, L., Balázs, E.: Engineering resistance to PVY in different potato cultivars in amarker-free transformation system using a 'shooter mutant' A. tumefaciens., Plant Cell Rep. 26(4): 459-65, 2007
Bukovinszki, Á., Götz R., Johansen,E.., Maiss.E., and Balázs,E.: The role of the coat protein region in symptom formation on Physalis floridana varies between PVY strains., Virus Research 127: 122-125., 2007
Ditrich, C., Miller, J., Mckenzie, G., Palkovics, L., Balázs, E., Palukaitis,P., Maiss, E.: No recombination detected in artificial potyvirus mixed infections and between potyvirus derived transgenes and heterologous challenging potyviruses., Environ Biosafety Research. 6. 207-218., 2007
Hornok L., Leslie JF, Waalwijk C: Genetic factors affecting sexual reproduction in toxigenic Fusarium species., International Journal of Food Microbiology 119, 54-58., 2007
Ádám AL, Kohut G, Hornok L: Fphog1, a HOG-type MAP kinase gene, is involved in multistress response in Fusarium proliferatum, Journal of Basic Microbiology 48, 151-159., 2008
Kiss, L., Sebestyén, E., László, E. Salamon, P., Balázs, E., Salánki, K.: Nucleotide sequence analysis of Peanut stunt virus Rp isolate suggests the role of homologous recombination in cucumovirus evolution., Archives of Virology 153: 1373-1377, 2008
Láday M, Stubnya V, Hamari Z, Hornok L: Characterization of a new mitochondrial plasmid from Fusarium proliferatum., Plasmid 59, 127-133, 2008
Moretti, A., Mulé, G., Ritieni, A., Láday, M., Stubnya, V., Hornok, L., Logrieco, A.: Cryptic subspecies and beauvericin production by Fusarium subglutinans from Europe., International Journal of Food Microbiology 127, 312-315., 2008
Kohut, G., Ádám, A.A., Fazekas, B., Hornok, L.: N-starvation stress induced FUM gene expression and fumonisin production is mediated via the HOG-type MAPK pathway in Fusarium proliferatum., International Journal of Food Microbiology 130, 65-69, 2009
Ádám AL, Kohut G, Hornok L: Cloning and Characterization of a Hog-type MAP Kinase Encoding Gene from Fusarium proliferatum, Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 43, p.1-13., 2007




 

Events of the project

  
2022-01-10 11:05:54
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Alkalmazott Genomikai Osztály (Agrártudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Mezőgazdasági Intézet (Agrártudományi Kutatóközpont).



Back »