Current Research Projects
Βελτιστοποίηση της Διαχείρισης και της Αειφόρου Χρήσης των Δασικών Γενετικών Πόρων στην Ευρώπη. Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή Η2020
Full project title: Optimizing the management and sustainable use of forest genetic resources in Europe (GenTree)
Duration: 2016 – 2020
Budget: 8 Million Euro (co-funded by the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme)
Partners: GenTree brings together 22 public and private research organizations and enterprises from 15 countries, contributing a wide variety of skills, expertise and long-standing experience in the area of forest genetic resources. The project is coordinated by the Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), France.
The goal of GenTree is to provide the European forestry sector with better knowledge, methods and tools for optimising the management and sustainable use of forest genetic resources (FGR) in Europe in the context of climate change and continuously evolving demands for forest products and services.
To reach its goal, GenTree will make scientific, technological and implementation breakthroughs in:
GenTree focuses on economically and ecologically important tree species in Europe, growing in a wide range of habitats and covering different societal uses and values.
Ενοποιημένη Έρευνα για την Αντοχή και Διαχείριση Δασών στη Μεσόγειο. Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή FP7
Full project title: Integrated Research on Forest Resilience and Management in the Mediterranean (INFORMED)
Duration: 2015 – 2018
Budget: 2.4 Million Euro (co-funded by the European Union’s FP7 Research and Innovation Programme)
Partners: INFORMED brings together 15 public research organizations, from 10 countries. The project is coordinated by the Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), France.
INFORMED : a research project investigating management options to foster resilience of Mediterranean forests under different global change scenarios. This project contributes to the Mediterranean Forest Research Agenda 2010-2020.
The project INFORMED develops a process-based approach: Mediterranean forests are viewed as complex social-ecological systems where management, ecological processes and socio-economic processes operate at different spatial-temporal scales and interact, determining the response to disturbance and disturbance regime scenarios.
Πρόγραμμα LIFE για τη Γενετική Παρακολούθηση των Ευρωπαϊκών δασών. Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή LIFE+
Full project title: LIFE for European Forest Genetic Monitoring System (LIFEGENMON)
Duration: 2014 – 2020
Budget: 5.5 Million Euro (co-funded by the European Union’s LIFE+ Programme)
Partners: LIFEGENMON brings together 6 public and private organizations from three countries. The project is coordinated by the Slovenian Forestry Institute, Slovenia.
Genetic diversity ensures survival and adaptability of forest trees under changing environmental conditions and is needed to maintain the vitality of forests to cope with pests and diseases. Forest genetic resources face a large number of increasing threats. By introducing genetic monitoring into conservation programs and sustainable forest management one has the tool in hand to assess information on relevant changes of a species and populations’ adaptive and neutral genetic variation through time. Based on indicators and their verifiers it can serve as an early warning system to aid the assessment of a species response to environmental change at a long-term temporal scale.
The expected outputs of LIFEGENMON are the preparation of guidelines for forest genetic monitoring for selected tree species, implementation manual and a decision support system for decision makers on establishing the forest genetic monitoring system in different countries and regions and the preparation of background professional documents for possible future legislative developments, which all lead to developed measures for adaptive forest management based on genetic forest protection.
Γενετική, επιγενετική και μεταβολομική ανάλυση του ίταμου (Taxus baccata) με σκοπό την επιλογή υλικού για την παραγωγή ταξόλης και λοιπών αντινεοπλασματικών ταξανών στην Ελλάδα
Διάρκεια: 2018-2019
Χρηματοδότηση: ΑΠΘ/Γενική Γραμματεία Έρευνας & Τεχνολογίας
Μελετάται το δασικό είδος Τaxus baccata (ευρωπαϊκός ίταμος), που αποτελεί την κύρια πηγή της αντινεοπλασματικής ουσίας ταξόλης και γενικά των αντινεοπλασματικών ταξανών (paclitaxel docetaxel, cabazitaxel). Συγκεκριμένα διερευνάται η φαινολογία, η γενετική ποικιλότητα και ιδιαίτερα τα επίπεδα ταξόλης, ταξανών και άλλων φαινολικών ουσιών μεταξύ ατόμων (εντός πληθυσμών) και μεταξύ πληθυσμών. Επίσης διερευνώνται οι επιγενετικές διαφορές μεταξύ υψηλοαποδοτικών και χαμηλοαποδοτικών σε ταξόλη και άλλες ταξάνες ατόμων. Αποτελεί το πρώτο βήμα για τον απώτερο στόχο της δημιουργίας φυτειών ίταμου για παραγωγή ταξόλης στην Ελλάδα. Πρόκειται για τομέα σημαντικού ενδιαφέροντος της ελληνικής φαρμακοβιομηχανίας, καθώς η ταξόλη είναι πλέον «εκτός πατέντας». Οι φυτείες ταξόλης θα ενισχύσουν την πρωτογενή παραγωγή του ορεινού και ημιορεινού χώρου και θα δώσουν μια προσοδοφόρα διέξοδο στη μελλοντική χρήση των οριακών αγροτικών εκτάσεων προς όφελος των αγροτικών και παραδασόβιων πληθυσμών. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει δειγματοληψία 30 ατόμων ανά πληθυσμό, από δύο πληθυσμούς στον Εθνικό Δρυμό Ολύμπου και στο Στρατονικό Όρος. Καταγράφονται φαινοτυπικά, φαινολογικά, δημογραφικά και οικολογικά δεδομένα ανά άτομο (ύψος, διάμετρος, πάχος φλοιού, ανθοφορία, αριθμός καρπών, ευθυτένεια, γωνία πλάγιων κλάδων, γεωγραφικές συντεταγμένες) και ανά πληθυσμό (εκτίμηση φυσικής αναγέννησης, περιγραφή συστάδας, λοιπή βλάστηση, τοπογραφικά δεδομένα, περιγραφή εδάφους). Θα ληφθεί δείγμα βελονών της τρέχουσας αυξητικής περιοδου για εκχύλιση DNA και δευτερογενών μεταβολιτών. Για τη γενετική ανάλυση, θα χρησιμοποιηθούν 14 φθορίζοντες εκκινητές μικροδορυφόρων (SSR). Για τη μεταβολομική ανάλυση, θα προσδιοριστεί το περιεχόμενο των φύλλων σε ολικά αλκαλοειδή, περιλαμβανομένης της ταξόλης και των λοιπών ταξανών, καθώς και το φαινολικά προφίλ με τη μέθοδο LC-MS/MSMRM. Για την επιγενετική ανάλυση, θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική MSAP με 8 ζεύγη φθοριζόντων MSAP εκκινητών. Με βάση τα αποτελέσματα της φαινοτυπικής, γενετικής, επιγενετικής και μεταβολομικής ανάλυσης θα πραγματοποιηθεί συνδυαστική επιλογή υψηλοαποδοτικών σε παραγωγή ταξόλης ατόμων για μελλοντική χρήση σε φυτείες ή σε κυτταροκαλλιέργεια. Επίσης, με βάση τα αποτελέσματα, θα εκπονηθεί μελέτη προστασίας γενετικών πόρων εντός (in situ) και εκτός σταθμού (ex situ). Οι επιπτώσεις στη θεωρητική επιστημονική γνώση αφορούν τη διερεύνηση των συσχετίσεων επιγενετικής ποικιλότητας και παραγωγικότητας ταξόλης και άλλων ταξανών, η οποία δεν έχει πραγματοποιηθεί ουδέποτε στο παρελθόν για κανένα από τα 24 είδη ίταμου σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι επιπτώσεις στην εφαρμοσμένη επιστημονική γνώση αφορούν την απόκτηση δεδομένων παραγωγής ταξόλης και άλλων ταξανών του ελληνικού ίταμου, τα οποία θα συνεισφέρουν στη μελλοντική μελέτη της γενετικής και επιγενετικής ποικιλότητας σε σχέση με την παραγωγή ταξόλης και άλλων ταξανών, κατά τον έλεγχο και την τεχνητή επιλογή φυσικών πληθυσμών και αρίστων φαινοτύπων. Τα ερευνητικά αποτελέσματα που θα προκύψουν θα είναι άμεσα διαθέσιμα στην επιστημονική κοινότητα (μέσω των προβλεπόμενων ειδικών δράσεων διάχυσης) σε όφελος της φαρμακευτικής και ιατρικής έρευνας και των φαρμακευτικών εφαρμογών. Η επιλογή των αρίστων υψηλοπαραγωγικών φαινοτύπων και η δημιουργούμενη δυνατότητα δημιουργίας φυτειών για παραγωγή ταξόλης, δίνει μια διέξοδο στις ανάγκες της ελληνικής περιφέρειας και μπορεί να καταστήσει στο μέλλον τη χώρα αυτάρκη στην παραγωγή ταξόλης και εν δυνάμει εξαγωγέα.
Στοχευμένη Μοριακή Ανάλυση Γονιδιωματικών Περιοχών που Ελέγχουν Σημαντικά Γνωρίσματα στα Δενδρώδη Είδη: Μορφή Κόμης και Αειθαλότητα.
Διάρκεια: 2014-2020
Χρηματοδότηση: ΑΠΘ/Γενική Γραμματεία Έρευνας & Τεχνολογίας
Τα δενδρώδη είδη παρουσιάζουν πληθώρα μορφών της κόμης Η μορφή της κόμης έχει διαφορετική σημασία στη Δασοπονία, όπου ο κύριος σκοπός είναι η παραγωγή ξυλείας από την Δενδροκομία όπου ο κύριος σκοπός είναι η παραγωγή καρπών Στη Δασοπονία ενδιαφέρει η αύξηση της παραγωγής ξυλείας ανά μονάδα επιφανείας, άρα προτιμώνται στενόκομα ευθυτενή δένδρα με μικρά πλάγια κλαδιά Η διάμετρος των πλάγιων κλαδιών και η γωνία τους ως προς τον κύριο κορμό έχει επίσης σημασία στην ποιότητα του ξύλου που μειώνεται από την παρουσία ρόζων Η ύπαρξη ρόζων μειώνει την αντοχή του ξύλου σε αξονικό εφελκυσμό και στατική κάμψη Στις Φυτείες Βιομάζας / Βιοενέργειας επίσης ενδιαφέρει η αύξηση της παραγωγής ανά μονάδα επιφανείας Στη Δενδροκομία ενδιαφέρει η αύξηση της παραγωγής και η διευκόλυνση της συλλογής καρπών, άρα προτιμώνται ευρύκομα δένδρα με διακλάδωση σε χαμηλό ύψος και μεγάλα πλάγια κλαδιά Ωστόσο η πληθώρα μορφών και υποκείμενων γονιδίων αποτελεί εμπόδιο στη γενετική βελτίωση των γνωρισμάτων της μορφής της κόμης και των κλάδων. Η τρέχουσα έρευνα αιχμής έχει δείξει ότι η μορφή και αρχιτεκτονική της κόμης, η γωνία και η διάμετρος των πλάγιων κλάδων, βρίσκονται κάτω από αξιοσημείωτο γενετικό έλεγχο αλλά τα γονίδια που εμπλέκονται δεν έχουν εντοπιστεί για κανένα πολυετές ξυλώδες είδος. Βασική σχετική έρευνα έχει πραγματοποιηθεί μόνο στα είδη Cupressus sempervirens, Picea abies f. pendula και Malus domestica.
Η αειθαλότητα (η δυνατότητα των φυλλοβόλων πλατυφύλλων ειδών να διατηρούν τα φύλλα τους καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους) είναι επίσης μια πολύ σημαντική φαινολογική ιδιότητα καθώς οδηγεί σε παράταση της αυξητικής περιόδου, αύξηση της παραγωγής και αύξηση της δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Η αειθαλότητα θεωρείται ότι οφείλεται σε υποτελή μετάλλαξη του γονιδίου EVG που επάγει τον φθινοπωρινό μαρασμό και τη δημιουργία κοιμωμένων οφθαλμών. Ωστόσο το φαινόμενο είναι σπάνιο στη φύση και οι δυνατότητες in situ μελέτης εξαιρετικά περιορισμένες.
Το φυσικό περιβάλλον της Ελλάδας δίνει τη σπάνια δυνατότητα μελέτης των γονιδιωματικών περιοχών που ελέγχουν τη μορφή της κόμης και την αειθαλότητα λόγω της ύπαρξης δύο φυσικών μεταλλάξεων: (1) της Pinus brutia var. agraphiotii, ενδημική μετάλλαξη που απαντάται μόνο στη νήσο Λέσβο (μορφή της κόμης) και (2) της Platanus orientalis var. cretica, ενδημική μετάλλαξη που απαντάται μόνο στη νήσο Κρήτη (αειθαλότητα).
Μετα-ανάλυση Μοριακών Γενετικών και Γονιδιωματικών Δεδομένων Οικονομικά Σημαντικών Δασικών/Δενδρωδών Ειδών.
Διάρκεια: 2014-2020
Χρηματοδότηση: ΑΠΘ/Γενική Γραμματεία Έρευνας & Τεχνολογίας
Η διαθεσιμότητα γενετικών και γονιδιωματικών δεδομένων δενδρωδών ειδών με οικονομικό ενδιαφέρον για την Ελλάδα, έχει αυξηθεί σημαντικά. Ο αριθμός των σχετικών δημοσιεύσεων αυξάνεται συνεχώς και οι βάσεις γονιδιωματικών δεδομένων εμπλουτίζονται με εκθετικό ρυθμό. Ακόμη και από τα πλέον δυσχερή προς αλληλούχηση taxa, όπως τα κωνοφόρα είδη, πέντε έχουν ήδη αλληλουχηθεί. Ωστόσο πολλές δημοσιεύσεις ελληνικών ομάδων εμφανίζονται σε πρακτικά συνεδρίων ή σε άλλα φόρα για τα οποία είτε τα αρχικά δεδομένα δεν είναι διαθέσιμα, είτε οι εργασίες δεν βρίσκονται αναρτημένες σε κάποιο σύστημα βιβλιογραφικής διερεύνησης. Παράλληλα, ενώ στις εμπλουτιζόμενες βάσεις γονιδιωματικών δεδομένων εμφανίζονται αρκετά ενδιαφέροντα στοιχεία για είδη ελληνικού ενδιαφέροντος, αυτά δεν έχουν τύχει ανάλυσης και αξιοποίησης. Επιπλέον, αρκετές βάσεις δεδομένων δενδρωδών ειδών με οικονομικό ενδιαφέρον για την Ελλάδα, είναι ελλιπείς, είτε διότι το μέγεθος διαθέσιμου δείγματος ανά πληθυσμό είναι μικρό, είτε διότι οι πληθυσμοί που έχουν αναλυθεί είναι λίγοι και δεν αντικατοπτρίζουν τη φυσική εξάπλωση του είδους, είτε διότι οι γονιδιακές θέσεις που έχουν χρησιμοποιηθεί είναι ανεπαρκείς για τη βέλτιστη εκτίμηση των παραμέτρων γενετικής και γονιδιωματικής ποικιλότητας.
Η παρούσα έρευνα έχει ως σκοπούς τη συγκέντρωση των αποτελεσμάτων (και πρωτογενών γενετικών δεδομένων) δημοσιεύσεων για δασικά και δενδρώδη καλλιεργούμενα είδη με ελληνικό οικονομικό ενδιαφέρον από τις κύριες, αλλά και τις δευτερεύουσες βιογραφικές πηγές, τη συγκέντρωση δεδομένων από σχετικές βάσεις για δασικά και δενδρώδη καλλιεργούμενα είδη με ελληνικό οικονομικό ενδιαφέρον, τον εμπλουτισμό των διαθέσιμων δεδομένων και την ερμηνεία αποτελεσμάτων – εξαγωγή συμπερασμάτων για τη γενετική ποικιλότητα, την προστασία γενετικών πόρων και την διαθεσιμότητα γενετικής πληροφορίας για προγράμματα γενετικής βελτίωσης.
Εμβληματική Δράση «Οι δρόμοι της Ελιάς» Υποέργο 1: Γενετική ανάλυση και εφαρμογή –ομικών τεχνολογιών σε ελληνικές ποικιλίες ελιάς – Γενετική ανάλυση αγριελιάς
Διάρκεια: 2018-2020
Χρηματοδότηση: Τομέας Έρευνας και Καινοτομίας - ΥΠΠΕΘ
Στόχοι της συγκεκριμένης Δράσης του Υποέργου 1 αποτελούν: α) ο γενετικός χαρακτηρισμός τεσσάρων πληθυσμών αγριελιάς με χρήση φαινοτυπικών και μοριακών γενετικών δεικτών, β) η σύγκριση των μοριακών αποτελεσμάτων με αυτά των εμβληματικών ποικιλιών ελιάς ‘Κορωνέικη’, ‘Χονδρολιά Χαλκιδικής’, ‘Καλαμών’, και ‘Κολοβή’ και η εν δυνάμει σύνδεση τους με σημαντικά βιολογικά φαινόμενα (πχ., αβιοτικές καταπονήσεις, αναπτυξιακά στάδια καρπού). Η ανάλυση προσβλέψει στην ανίχνευση νέου γενετικού υλικού ενός αγρίου συγγενούς (CWR) της καλλιεργούμενης ελιάς που μπορεί να αποτελέσει πηγή νέων υποκειμένων κατά την καλλιέργεια και δότη νέου γονιδιακού υλικού για την ανάπτυξη νέων ποικιλιών εδώδιμης ελιάς μέσω κλασσικής και μοριακής γενετικής βελτίωσης.