Skupni madžarsko slovenski projekt

Vpliv hranjenja ličink hibridov sviloprejke (Bombyx mori L.) z listi starih lokalnih madžarskih in slovenskih genotipov murv (Morus alba L.) na razvoj in zdravstveni status ličink

Šifra projekta: N1-0041
Trajanje projekta: 1. 1. 2016 – 31. 12. 2018

Vodji projekta:

Madžarski partner: dr. Rebeka Lucijana Berčič

Slovenski partner: dr. Andreja Urbanek Krajnc

Nosilni raziskovalni organizaciji:

Univerza v Mariboru, Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede

Veterinarska univerza Budimpešta

logo FKBV USVB

Projekt financirata:

Nemzeti kutatási fejlesztési és innovációs hivatal, NKFIH (v vlogi vodilne agencije)

Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije, ARRS

logo ARRS in NKFIH

Povzetek

Svila, ki se pridobiva iz zapredka murvine sviloprejke (Bombyx mori L.), je od nekdaj cenjeno naravno vlakno. Ličinke sviloprejke so monofagi, ki se hranijo z listi murve (Morus spp. L., Moraceae). Znanih je več kot 68 vrst murv, med katerimi je bela murva (Morus alba) najprimernejša za hranjenje gosenic murvine sviloprejke. Murva se je skozi tisočletja razširila na široko območje tropskih, subtropskih in zmernih območjih. O nekdanjem svilogojstvu pričajo preostala murvina drevesa v naseljih in pokrajini. Ker se madžarska in slovenska kulturna krajina, posebno v obdobju po drugi svetovni vojni, ni tako korenito spremenila, so se tod ohranile številne večstoletne murve, katerih genotipi so za evropski prostor izjemni, saj odražajo družbeno-ekonomsko in politično zgodovino nekdanje avstro-ogrske monarhije. Hkrati predstavljajo dragocen genetski vir, saj so se skozi stoletja prilagodili tukajšnjim podnebnim razmeram. Vzpostavitev kolekcije in molekulsko vrednotenje teh genotipov bi lahko pomembno prispevalo k trajnostnemu gojenju murv za potrebe naraščajočega povpraševanja po svili, še posebej ekološko pridelani. Podatki o številu starodavnih murv, ki pripadajo rodu M. alba in M. nigra, so na Madžarskem in v Sloveniji nepopolni, saj njihova genetska struktura še ni bila predmet raziskav. Določevanje starih lokalnih murv na podlagi morfološko-fenoloških lastnosti je težavno in nezanesljivo. Na genetsko raznolikost vpliva njihov izvor in med drugim tudi različno izražanje spolov med vrstami in sortami, saj so murve enodomne ali dvodomne rastline. Večina danes gojenih murv v Evropi (Italija, Francija, Bolgarija in Poljska) izvira iz azijskih držav, pretežno iz Indije, Kitajske, Tajske in Japonske. Molekulske analize s pomočjo AFLP markerjev so nekoliko osvetlile njihov izvor. Navedbe o številčnosti starodavnih lokalnih murv v posameznih regijah Madžarske in Slovenije so nepopolne in njihova sistematska pripadnost še nejasna.

Glavne prednostne naloge slovenskega dela predlaganega projekta so vzorčenje, molekulska karakterizacija, ohranjanje in razmnoževanje starih lokalnih genotipov murv iz različnih eko-geografskih regij Madžarske in Slovenije, ki sovpadajo z razvojem svilogojstva v preteklosti. Predhodne molekulske raziskave številnih avtorjev nakazujejo, da bomo s pomočjo molekulski markerjev, AFLP in SSR, potencialno najbolje opredelili genetsko raznolikost murv na Madžarskem in v Sloveniji.

V pet tisoč letih selekcije sviloprejke B. mori za proizvodnjo večjih in kvalitetnejših svilenih zapredkov je le ta postala glede preživetja, hranjenja in razmnoževanja popolnoma odvisna od ljudi. Ob tem so ličinke B. mori postale zelo občutljive na številne dejavnike okolja in dovzetne za mnoge vrste bolezni, zlasti v povezavi s kakovostjo hrane sviloprejk.
Po ustanovitvi zbirke starih lokalnih madžarskih in slovenskih genotipov murv in opisu njihove filogenije bo eden glavnih ciljev predlagane raziskave biokemijska določitev primarnih (sladkorji, beljakovine, aminokisline) in sekundarnih metabolitov (fenoli, askorbat, glutation) v listih starih lokalnih genotipov. Madžarski del projekta je nato osredotočen na preučevanje učinkov hranjenja ličink z murvinim listjem na razvoj in zdravstveno stanje ličink. S kvantitativno metodo bo določena vsebnost različnih bakterij v sviloprejkah brez in s kliničnimi znaki bolezni, pri čemer bo poseben poudarek namenjen morebitni okužbi z mikoplazmo. Razvoj modelnega sistema, ki vključuje B. mori in njene specifične bakterije, bi nam pomagal preučiti učinke osnovnih dejavnikov okolja (temperature, vlažnost, prehrana) na razmnoževanje bakterij in izražanje genov, povezanih s prirojeno odpornostjo insektov. Ob tem bi v zgoraj omenjenem sistemu določili tudi učinek nevraminidaz izbranih bakterij na različna tkiva sviloprejke.

Ob zaključku projekta bodo odbrani in razmnoženi tisti genotipi starih lokalnih sort murv, ki so glede hranilne vrednosti in ugodnega vpliva na zdravstveno stanje sviloprejk najbolj ugodni za trajnostno, ekološko gojenje sviloprejk in proizvodnjo svile. Rezultati predlaganega projekta bodo v veliko korist za ponovno vzpostavitev trajnostnega in ekološko sprejemljivejšega svilogojstva.

Izhodišče problema

Bakterijske bolezni pomembno vplivajo na učinkovitost gojenja sviloprejk in proizvodnjo svile, vendar več vidikov bakterijskih bolezni sviloprejk (diagnostika, vloga aktivnosti bakterijskih nevraminidaz) ni v celoti raziskanih. Prehrana ima pomembno vlogo pri vitalnosti in imunskem odzivu sviloprejke, vendar pa je malo znanega o vplivih kakovosti krme na odpornost proti bakterijskim boleznim. Naša hipoteza je, da je hranjenje hibridnih ličink sviloprejke z listi izbranih starih lokalnih madžarskih in slovenskih genotipov murv z visoko vsebnostjo nekaterih ključnih primarnih in sekundarnih metabolitov pozitivno vpliva na razvoj, splošno zdravstveno stanje, imunsko odzivnost sviloprejke in proizvodnjo svile. Stari genotipi murv so dragoceni genski viri najbolje prilagojeni specifičnim podnebnim razmeram z značilno kvalitativno in kvantitativno sestavo metabolitov. Informacije o številu ohranjenih starih genotipov murv na Madžarskem in v Sloveniji ter njihova taksonomska razvrstitev na ravni vrste in nižjih taksonomskih nivojev je nezanesljiva in nepopolna. Kooperativno sodelovanje obeh partnerjev bo pripomoglo odgovoriti na ključna vprašanja, ali se stari, lokalni genotipi murv razlikujejo v sestavi primarni in sekundarnih metabolitov, in ali te razlike pomembno vplivajo na razvoj ličink, proizvodnjo svilene niti, in odpornost B. mori na bakterijske bolezni. Študije so lahko tudi odgovor, ali ima aktivnost bakterijske nevraminidaze vpliv na razvoj kliničnih znakov in patoloških lezij.

Cilji projekta

1. Kvalitativno in kvantitativno analizirati bakterijske okužbe klinično zdravih in obolelih sviloprejk. Poseben poudarek bo na zaznavanju mikoplazem.

2. Zaznavati aktivnost encima nevraminidaze patogenih bakterij, izoliranih iz B. mori.

3. Na patosistemu B. mori in njenimi specifičnimi bakterijami bomo razviti modelni sistem, na katerem bo možno proučevati učinek krme na bakterijsko namnoževanje, razvoj kliničnih znakov okužbe in izražanje genov, povezanih z imunsko odpornostjo.

4. Vzpostavitev digitalne knjižnice in zemljevida z lokacijami murv.

5. Razmnožiti in ohraniti stare lokalne genotipe murv iz različnih eko-geografskih regij Slovenije in Madžarske, ki so bile v preteklosti povezane s svilogojstvom.

6. S pomočjo molekularnih analiz (AFLP, SSR) razlikovati lokalne slovenske in madžarske lokalne genotipe murv.

7. Kvalitativno in kvantitativno analizirati pomembnejše primarne (sladkorji, beljakovine, aminokisline) in sekundarne metabolite (fenoli, askorbat, glutation) v listih različnih lokalnih genotipov murv. Hkrati želimo ugotoviti povezavo med navedenimi metaboliti in aktivnostjo sviloprejk, ki se z njimi hranijo (učinkovitost presnove hranil, rast in preživetje mladih larv, pridelek svile, kvaliteto svilnih niti) ter zdravstvenim statusom larv (odpornost na patogene in okužbe).

Povzetek rezultatov projekta

Skupni madžarsko-slovenski projekt je bil celostno interdisciplinarno zasnovan in usmerjen v pregled genskih virov historičnih genotipov murv iz različnih regij Slovenije in Madžarske, vzpostavitev kolekcije in določitev pomembnih metabolitov v listih kot prioritetnih nalog SI partnerjev, z namenom proučevanja učinkov hranjenja sviloprejk z listjem starodavnih murv na njihov razvoj in zdravstveno stanje kot prioritetni del HU partnerjev.

Bela murva (Morus alba L.) je bila v Evropo prinesena iz JV Azije, in sicer najkasneje v 12. stoletju preko Sicilije z namenom vzpostavitve trajnostnega evropskega svilogojstva. Določevanje udomačenih murv in njenih divjih sorodnikov je na podlagi morfoloških znakov težavno, predvsem zaradi tendence k heterofiliji ter lastnosti tvorbe različnih odtenkov soplodij. V projektu smo popisali 645 lokacij bele murve v Sloveniji, na Madžarskem 1498 lokacij. Najdebelejša murva (710 cm) rase na Fabianijevi domačiji v Kobdilju, na Madžarskem v županiji Tolna (Paks, 561 cm). Najvišjo gostoto smo določili v submediteranski (SM) regiji, na Madžarskem v južnih nekdaj svilogojskih županijah Czongrad in Bacs-Kiskun. Vzpostavili smo herbarij, podatkovno bazo in zemljevide razširjenosti, ki so dostopni na spletni strani. Z analizo pogostosti rezi smo dokazali, da se v SM murve še tradicionalno obrezujejo. Potrdili smo, da rez pozitivno vpliva na velikost listov in poveča tendenco k heterofiliji. S pomočjo multivariatne analize smo v SM dokazali dva morfotipa. Z vegetativnim razmnoževanjem smo pridobili potomke starih genotipov in vzpostavili kolekcijski nasad, ki vključuje tudi uveljavljene svilogojske in novejše sorte.

Genetsko variabilnost smo ovrednotili na ravni morfoloških deskriptorjev in na molekulski ravni s pomočjo mikrosatelitskih markerjev. Genetska karakterizacija se je izkazala zapletena predvsem zaradi različne stopnje ploidnosti, spolnega dimorfizma ter zgodovinskega vpliva na razširjenost v preteklosti. V analizo smo vključili tradicionalne in moderne sorte, in na podlagi dendrograma murve uvrstili v 7 glavnih skupin. Glede na nivo odkritega polimorfizma, lahko sklepamo na veliko genetsko raznolikost, ki odraža, da so v preteklosti murve razmnoževali generativno, in da so jih z državnimi vzpodbudami razdeljevali širom avstro-ogrske monarhije. Raziskava sorodnosti nam je omogočila rekonstrukcijo izvora in širjenja murv med svilogojci v preteklosti.

S pregledom metabolitov smo potrdili, da ima pogostost rezi statistično značilen vpliv na vsebnost proteinov in aminokislin, medtem ko ima na vsebnost fenolov negativni vpliv. S pomočjo multivariatne analize smo opredelili 7 ključnih kemotipov, ki so v povezavi z morfološkimi lastnostmi osnova za odbiro superiornih murv za nadaljnjo selekcijo in razmnoževanje.

S pregledom obstoječih genskih virov in vzpostavitvijo zbirke smo izpostavili naravno, kulturno in znanstveno vrednost bele murve. Projekt nakazujejo na nujno potrebo po ohranjanju zgodovinskih ostankov svilogojstva, zlasti historičnih murv kot naravne vrednote z vidika splošne težnje k izgubi biotske raznovrstnosti kmetijskih rastlin.

Realizacija hipotez

H 1: „Bakterijski patogeni sviloprejk še niso popolnoma raziskani. V bolezenskem procesu verjetno sodelujejo tudi mikoplazme.” Iz hemolimfe sviloprejk, ki smo jih vzorčili pri rejcih v Italiji, smo izolirali Micrococcus sp. in Proteus sp. Genetska karakterizacija sevov je v teku. Doslej v vzorčenih gosenicah mikoplazem nismo odkriti.

H 2: „Pomemben dejavnik pri patogenosti bakterij je encim nevraminidaza.” Na podlagi pridobljenega celotnega genoma bakterij Enterococcus in Proteus smo analizirani gene za nevraminidazo. Določitev možne aktivnosti nevraminidaze bakterij, ki smo jih izolirali iz gosenic je v teku.

H 3: „Razvoj gosenic, količina proizvedene svile in odpornost sviloprejke na bakterijske okužbe so odvisni od kakovosti krme. Predvidevamo, da ima hranjenje sviloprejk z listi starih genotipov slovenskih in madžarskih murv pozitiven učinek na razvoj, odpornost in splošno zdravstveno stanje sviloprejk ter proizvodnjo svilene niti.” V listih starih lokalnih genotipov smo analizirali vsebnost skupnih proteinov, skupnih in posameznih fenolov, tiolov in kalcija. Analize aminokislin so v teku. Genotipe z visoko vsebnostjo željenih metabolitov smo odbrali in razmnožili za nadaljne poskuse učinka hranjenja na razvoj sviloprejk.

H 4: „Podatki o pojavljanju, številčnosti in taksonomiji starih genotipov murv so za Slovenijo in Madžarsko nepopolni in nezanesljivi.” Sredi 19.st je bilo na Slovenskem in Avstrijskem Gradiščanskem po pisnih virih skupaj okrog 2 milijona murv. Zadnji pridelovalci so s svilogojstvom končali okoli leta 1960. Podatki o številu preostalih murv so nepopolni. Predvsem so nezanesljivi podatki o razširjenosti črne murve, saj jo pogosto zamenjujemo s temnoplodnimi genotipi bele murve. Do sedaj smo v Sloveniji z zanesljivostjo potrdili samo štiri lokacije črne murve, na Madžarskem preverjamo razširjenost enajstih navedb, katerih lokalitete niso jasno opredeljene s pomočjo satelitskega pozicioniranja GPS. Podatki o razširjenosti objavljamo na spletni strani www.murve.um.si.

H 5: „Stari genotipi murv s specifično sestavo metabolitov so bolje prilagojeni na specifične klimatske razmere in predstavljajo pomembni genski vir.” Dosedanje raziskave metabolitov v listih starih genotipov murv na Goriškem (Ugulin in sod. 2015, Ugulin 2016) so pokazale, da so nekateri genotipi superiorni v vsebnosti ključnih metabolitov. Ti genotipi se bodo uporabili v nadaljnih krmilnih poskusih.

Pomen za razvoj znanosti

Skupna svilogojska zgodovina obeh držav utemeljuje potrebo po multidisciplinarnih temeljnih raziskavah, ki zajemajo inventarizacijo genskih virov in povezavo botaničnih raziskav z veterinarsko mikrobiologijo pri proučevanju imunološkega odgovora sviloprejk na bakterijske okužbe z namenom ponovne vzpostavitve svilogojstva. Projekt izpostavlja pomen ohranjanja naravne in kulturne dediščine povezane s svilogojstvom.

Določevanje murv na podlagi zgolj morfoloških znakov je težavno predvsem zaradi izražene heterofilije. Multivariatne analize morfoloških znakov so se izkazale podporne pri opredelitvi morfotipov (C1). V prejšnjem letu so italijanski znanstveniki (La Bianco in Mirabella 2018, doi:10.3390) z uporabo multivariatne analize objavili prvo tovrstno morfološka študijo uveljavljenih sort murv v Italiji. Pomembnejše stare sorte smo vključili v naše analize z namenom identifikacije udomačenih genotipov.

S pomočjo uporabe mikrosatelitskih markerjev (SSR) smo dokazali visoko stopnjo genetske variabilnosti (C3), na katero vpliva zgodovinsko ozadje širjenja sortnega materiala v preteklosti ter naravna rekombinacija med drevesi. Trenutno stanje genetskih preučevanj murv po svetu je razmeroma skromno. Večina raziskav genetske variabilnosti murv temelji na uporabi kombinacije RAPD, ISSR in ITS markerjev in prihaja iz raziskovalnih skupin azijskih držav (Kitajska, Indija, Koreja) in Turčije. Še zmeraj vlada velika zmeda pri razvrščanju murv na nivoju vrst in nižjih taksonomskih nivojih. Na podlagi novejših molekulskih raziskav lahko od do nedavnega priznanih več kot 60 vrst, sedaj opredelimo štiri azijske vrste (M. alba, M. serrata, M. nigra, in M. notabilis), tri ameriške (M. celtidifolia, M. insignis, M. rubra), in eno afriško vrsto (M. mesozygia) (Zeng et al. 2015, doi: 10.1371/journal.pone.0135411).

Najpomembnejša genska kolekcija murv v Evropi se nahaja v Padovi in je pod okriljem Inštituta za svilogojstvom (CRA-API) s katerim tudi tesno sodelujemo. V Italiji so do sedaj opravili molekulske raziskave uveljavljenih sort ob uporabi RAPD in APLP analiz, ki pa se niso izkazale kot dovolj podporne.

Naša odbira SSR markerjev z namenom screeninga polimorfizma obstoječih genskih virov je temeljila na predhodno razvitih SRR, ki so jih Mathithumilan et al. (2013, http://www.biomedcentral.com/1471-2229/13/194) razvili v obsežni študiji, znotraj katere so generirali preko sto M. alba specifičnih SSR markerjev, ki so se izkazali podporni na nižjih taksonomskih nivojih.

V primerjavi z drugimi hortikulturnimi rastlinami, kjer je bil narejen velik napredek v vzgoji novih sort z uporabo genetskega znanja, so raziskave te vrste pri murvah v svetovnem merilu redke. Sarkar et al. 2017 (doi: 10.1007/s13205-017-0829-z) v preglednem članku sicer obravnavajo pristope omike, molekularnega žlahtnjenja, rastlinskih tkivnih kultur in tehnike genskega inženiringa, ki so v uporabi za genetsko izboljšanje murv z vidika tolerance na abiotski stres, vendar ti še zdaleč niso udejanjeni.

Ker relativno malo raziskav obravnava značilnosti sort z vidika pomembnih metabolitov, so posledica tega pomanjkljivi selekcijski kriteriji. Predhodno je bilo potrjeno, da ima visoka vsebnost beljakovin v listih murv neposreden vpliv na rast sviloprejk in zapredanje kokonov. S pomočjo multivariatnih analiz posameznih aminokislin in fenolov smo opredelili 7 kemotipov in superiorne genotipe z vidika posameznih spojin (C4). Navedbe kvalitativne in kvantitativne sestave fenolov v listih murv se med avtorji precej razlikujejo. Razlog za to je predvsem pomanjkljivost metod, saj je določitev fenolnih spojin s pomočjo UPLC-MS do sedaj bila predmet le dveh v zadnjih letih objavljenih raziskav (Ju et al. 2017, 2018; https://doi.org/10.5338/KJEA.2017.36.4.39; https://doi.org/10.1007/s13197-018-3093-2).

Pregled obstoječih genskih virov murve torej sodi med prioritetne cilje ponovne vzpostavitve morikulture in nam omogoča vpogled v genski bazen udomačenih murv in njenih sortnih sorodnikov, ki so lahko nosilci zanimivih in nadvse koristnih agronomskih lastnosti, kot so odpornost za bolezni, škodljivce in stres.

Genetska raznolikost murv je po svetu neenakomerno porazdeljena in večina taksonov je koncentrirana v tropskih in subtropskih geografskih območjih. Izmenjava informacij o genskih virih murv in uporabe le-teh na svetovni ravni je doslej potekala počasi, zaradi neusklajenosti reševanja vprašanj na ravni posameznih držav. Na svetovni ravni je torej nujno vzpostaviti mednarodno mrežo najpomembnejših območij ohranjanja genskih virov murv z namenom karakterizacije in trajnostne rabe le-teh (http://www.fao.org/3/AD107E/ad107e0o.htm).

Pomen za Slovenijo

V Slovenijo se je svilogojstvo in z njim povezana morikultura razširilo v 16. stoletju preko Goriške in v 18. stoletje doživelo pomemben razcvet. Panoga je sredi 20. stoletja zamrla predvsem zaradi uvajanja umetnih tekstilnih vlaken in svile iz konkurenčnega azijskega trga (http://murve.um.si/sl/zgodovina/).

Z inventarizacijo (C1) genskih virov bele murve smo podkrepili pomembnost projekta z vidika ohranjanja naravne in kulturne dediščine povezane s svilogojstvom. Dokazali smo visoko stopnjo genetske variabilnosti (C3), na katero vpliva zgodovinsko ozadje širjenja sortnega materiala v preteklosti ter naravna rekombinacija med drevesi znotraj regij. S popisom smo ugotovili, da je bela murva zaradi opustitve svilogojstva, prestrukturiranja kmetijske dejavnosti, opuščanja kmetij v odročnih regijah, zaraščanjem kmetijske krajine in zaradi usode nekaterih kulturnih spomenikov (grad Školj, Dragatuš, benediktinski samostan Krog) podvržena dramatični genski eroziji. Vzpostavitev kolekcije (C2) je pomembna z vidika ohranjanja lokalnih genskih virov in razmnoževanja z namenom ponovne vzpostavitve morikulture in svilogojstva.

Tekom vzorčnih ekspedicij in s pomočjo spletne prijave (http://murve.um.si/sl/prijavi-murvo/) smo direktno pristopili v stik z lastniki murv in odprli možnosti k trajnem sodelovanju in ponovni obuditvi tradicionalne rabe murv in svilogojstva. Historične murve smo testirali na pridelavo svile z evropskimi genetskimi linijami sviloprejk, ki so se pri nas uporabljale v preteklosti (pridobili smo jih na Inštitutu za svilogojstvo v Padovi, s katerim intenzivno sodelujemo). Zainteresiranim lastnikom historičnih murv iz SI in HU smo poskusno razdelili manjše število sviloprejk, z namenom pilotne revitalizacije svilogojstva.

Z analizo pridelanih kokonov in svilene niti smo potrdili, da smo z obstoječimi genskimi viri murv zmožni pridelali svilo najvišje kvalitete in kakovosti. Glede na lokalni interes in povpraševanje po evropski svili smo v prejšnjem letu ustanovili zasebni zavod za raziskave (neprofitna ustanova, Inštitut za svilogojstvo in svilarstvo) z namenom po izteku projekta svilogojstvo najbolje diseminarati, zagotoviti zdrav genski vir sviloprejk in murv, ter vzpostaviti povezavo med pridelovalci in predelovalci.

Nekaj dreves smo podarili lokalnim skupnostim z namenom ozaveščanja naravne in kulturne dediščine povezane s svilogojstvom. Do sedaj smo organizirali več strokovnih vodenj in svilogojski posvet in projekt diseminirali v okviru strokovnih člankov, intervjujev, radijskih in televizijskih prispevkov, predavanj in simpozijev.

S pregledom metabolitov v listih (C4) smo opredelili superiorne genotipe z vidika pomembnih aminokislin in fenolov. Ugodna sestava listov murv že izkazuje potencial kot krmni dodatek v prehrani živali, predvsem v prašičereji, reji drobnice in perutninarstvu (Latinska Amerika, Tajska, Indija, Španija). Murve izkazujejo tudi potencial v načrtnem zasajanju izbranih genotipov dreves za pašo živali. Raziskave vpliva rezi so ključne tudi z vidika vpeljave novih gojitvenih oblik, manjših sadilnih razdalj, ki so med prvimi ukrepi, ki so bistveno povečali hektarske pridelke murv.

Vsi deli murv so že več tisočletij prepoznavni po izjemnih farmakoloških lastnosti (kitajska medicina, Plinij, Hildegarda iz Bingna) in so v zadnjem desetletju predmet številnih raziskav. Dokazan je bil antioksidativni, nevroprotektivni, imunostimulativni, antiglikemični in antikancerogeni učinek vseh delov murv. Murvini listi in sadeži so danes prepoznani kot superživilo. Listi se uporabljajo za pripravo čaja, žganja. Sodobne sorte dajejo potencial koriščenja plodov za predelavo (marmelada, liker, žganje, kis, sušenje), temni genotipi kot barvilo v živilski in tekstilni industirji, beli genotipi kot sladilo.

Les je zelo trden in trajen. Uporaben je v gradbeništvu, sodarstvu, mizarstvu, čolnarstvu, strugarstvu, zaradi akustičnih lastnosti je cenjen za izdelovanje glasbil. Ličje se je tradicionalno rabilo za izdelavo papirja (srednjeamariški staroselci 300 pr. n. št.; Kitajci) in tekstila. Prepoznane dobre fizikalne lastnosti celuloznih vlaken odpirajo možnost ponovne uporabo za tekstilna vlakna in za napredne tehnične aplikacije. Prvi poskusi uporabe likovih vlaken v Italiji segajo v 19. stoletje. Danes manjša družinska tovarna v Porcia di Pordenone iz likovih vlaken izdeluje blago, »gelsofil« (Sfiligoj-Smole et al. 2019, 22157590).

V okviru vzpostavljene kolekcije smo z namenom analize možnosti uporabe murv izvedli projekt Po kreativni poti do znanja, s vključitvijo študentov različnih študijskih programov FKBV in FNM UM, ki smo ga predstavili na dogodku »Novim izzivom naproti«.

Projekt je z realizacijo vseh delovnih sklopov odprl trajne možnosti uporabe murv in re-integracije svilogojstva pri tem smo vzpostavili sodelovanje s strokovnjaki iz tujine (Italije, Madžarske, Avstrije in Hrvaške). Z uresničitvijo ciljev in diseminacijo širši javnosti je projekt v skladu z Evropsko skupno kmetijsko politiko in Strategijo Evropa 2020, ki poudarja pomen pametne, trajnostne gospodarske rasti ter nudi podporo trajnostnemu socialno-tržnemu gospodarstvu. Prav tako teži k ciljem Programa razvoja podeželja, ki so usmerjeni na male in družinske kmetije, spodbujajo inovativne kmetijske tehnologije in socialno vključenost ter ohranjanja podeželja v smer trajnostnega kmetijstva. Širok potencial uporabe murv izkazuje potrebo po nadaljnjih agronomskih raziskavah in razvijanju pogojev za ponovno vzpostavitev morikulture in z njim povezanim svilogojstvom in svilarstvom v Sloveniji ter razvoja blagovne znamke z zaščitenim geografskim poreklom. Namen je kolekcijsko zbirko murv priključiti v Nacionalni program Slovenske rastlinske genske banke (SRGB) v katerega je FKBV že vključena z rodovi Prunus, Vitis, Rubus. Projekt predstavlja tudi pomemben prispevek k ohranjanju rastlinskih genskih virov na kmetijah, kar sovpada s cilji Mednarodne pogodbe o ohranjanju in trajnostni rabi rastlinskih genskih virov.

Dolgoročen cilj je ponovno vzpostavili celotne postopke pridelave in predelave svile v Sloveniji in ustvarili svilene izdelke z visoko dodano vrednostjo. Z prioritetnimi cilji projekta smo obudili znanje o svilogojstvu, pomembno doprinesli k ohranjanju starih genskih virov murv in sviloprejk in s tem vzpostavili nove možnosti sodobnega in trajnostno vzdržnega evropskega svilogojstva.

Pomen raziskav veterinarske biologije

Raziskovanje bakterijskih bolezni se običajno osredotoča na bolezni višjih vretenčarjev (sesalcev in ptic), precej manj pa je znanega o bakterijskih okužbah in boleznih žuželk, njihovih obrambnih mehanizmih in učinkih okoljskih dejavnikov na proces okužbe.
Pričakujemo, da nam bodo rezultati raziskave ponudili nove informacije o razvoju bakterijskih okužb (tudi vlogo aktivnosti encima nevraminidaze) pri sviloprejki Bombyx mori. Želimo tudi pridobiti čim več podatkov o prehranski vrednosti listov murv, predvsem o njihovi vsebnosti primarnih in sekundarnih metabolitov na razvoj, imunsko in protibakterijsko odpornost sviloprejk. Rezultate bi lahko primerjali s primerljivimi raziskavami pri vretenčarjih, kar bi nam omogočalo nov pogled na odnose med gostitelji, patogeni in okoljem.
Svilogojstvo je pomembna ekonomska panoga na Kitajskem in v Indiji, vendar je dandanes z uporabo antibiotikov, pesticidov in gensko spremenjenih sviloprejk podvžena intenzivnim pridelovalnim metodam, ki destruktivno vplivajo na okolje. Zaradi vedno večjih problemov z intenzivno rejo in urbanizacijo produkcija svile stagnira ali se zmanjšuje, medtem ko je mednarodno povpraševanje po svili vedno večje. V srednji Evropi ima svilogojstvo večstoletno tradicijo, a je zamrlo v drugi polovici 20. stoletja. Rezultati raziskave bi lahko prinesli znanje, ki ga potrebujemo za vzpostavitev vzdržnega ekološkega svilogojstva na našem območju. Poznavanje genske raznolikosti in ohranitev starih lokalnih genotipov v Sloveniji in na Madžarskem je ključno za ohranjanje naravne in kulturne dediščine. Ponovno uvajanje gojenja sviloprejk bi lahko predstavljalo vir dobička posameznikom in popestrilo nabor kmetijskih panog.

Za javnost

Naravno svilo proizvajajo ličinke sviloprejk. Za proizodnjo svile se po celem svetu goji na milijone sviloprejk, da zadostujejo potrebam ljudi po tej dragoceni tkanini. Bolezni  sviloprejke zmanjšujejo produkcijo svile. Gre za bakterijske okužbe, o katerih pa zaenkrat še ni veliko znanega. Sviloprejke se hranijo z listi belih murv. Murve so genotipsko zelo raznolike, kar se kaže tudi v variabilnih hranilnih vrednostih njihovih listov. Kakovost listov vpliva na razvoj, imunske in protibakterijske odzive sviloprejk. Namen raziskovalnega projekta je prepoznati, katere bakterije sodelujejo pri boleznih sviloprejk in natančno opisati znake bolezni in lezij. Na območju Slovenije in Madžarske je bilo svilogojstvo prisotno več stoletij, a je pred nekaj desetletij panoga zamrla in vse, kar je ostalo od nekoč pestre preteklosti je nekaj starih dreves. Namen našega dela je najti in ohraniti ta drevesa ter tudi raziskati prehrambeno vrednost njihovih listov. Sviloprejke bomo izpostavili bakterijam in jih hranili z listi različnih murv. Tako bomo dobili podatke o učinku prehrane na razvoj ličink in na odpornost proti bakterijskim okužbam. Rezultati študije nam bodo dali nova znanja o razvoju bakterijskih bolezni sviloprejk in hranilnih vrednostih listov lokalnih starih murv, ki pa bi jih lahko uporabili za ponovno vzpostavitev svilogojstva kot kmetijske panoge v srednji Evropi.

več na: www.murve.um.si.

Sestava projektne skupine

Madžarski partner

Vodja projekta: dr. Rebeka Lucijana Berčič
Department of Microbiology and Infectious Diseases
University of Veterinary Medicine Budapest
Hungária krt. 23-25., 1147 Budapest, Hungary
bercic.rebeka.lucijana@aotk.szie.hu
Področje: Biotehniške vede, živalska produkcija in predelava

dr. Tamás Bakonyi
tamas.bakonyi@vetmeduni.ac.at
Področje: Biotehniške vede, živalska produkcija in predelava

Slovenski partner

Vodja projekta: dr. Andreja Urbanek Kranjc
Katedra za botaniko in fiziologijo rastlin
Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede
Univerza v Mariboru
Pivola 10, 2311 Hoče, Slovenija
andreja.urbanek@um.si
Področje: Biologija, rastlinska fiziologija

Raziskovalci

dr. Vesna Bukovac

vesna.bukovac@um.si

Področje: Kemija, analizna kemija

Mateja Felicijan, mag. kmet

mateja.felicijan@um.si

Področje: Biologija, botanika

dr. Mario Lešnik

mario.lesnik@um.si

Področje: Rastlinska produkcija in predelava, fitomedicina

dr. Andrej Paušič

andrej.pausic@um.si

Področje: Biologija, botanika

dr. Stanislav Tojnko

stanislav.tojnko@um.si

Področje: Rastlinska produkcija in predelava, kmetijske rastline

Tehnični sodelavci

Anja Ivanuš, mag. kmet.

anja.ivanus@um.si

Področje: Biologija, botanika

Johannes Rabensteiner, mag. rer. nat.

jj.rabenstein@gmail.com

Področje: Biologija, botanika

Polona Sušnik, mag. ekol. biod.

polona.susnik@um.si

Področje: Biologija, botanika

Bojana Žiberna, univ. dipl. ing. kem. tehn.

bijana.ziberna21@gmail.com

Področje: Kemijsko inženirstvo, procesno sistemsko inženirstvo

Bibliografske reference

Monografija

  • SFILIGOJ-SMOLE, Majda, HRIBERNIK, Silvo, KUREČIČ, Manja, URBANEK KRAJNC, Andreja, KREŽE, Tatjana, STANA-KLEINSCHEK, Karin. Surface properties of non-conventional cellulose fibres, (Springer briefs in molecular science (Print)), (Springer briefs in molecular science (Internet)), (SpringerBriefs in molecular science. Biobased polymers (Print)), (SpringerBriefs in molecular science. Biobased polymers (Online)). Cham: Springer Nature, cop. 2019. XVII, 88 str. ISBN 978-3-030-10407-8. ISBN 978-3-030-10406-1. https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-030-10407-8, doi: 10.1007/978-3-030-10407-8_1. [COBISS.SI-ID 22157590]

Izvirni znanstveni članki

  • URBANEK KRAJNC, Andreja, UGULIN, Tina, PAUŠIČ, Andrej, RABENSTEINER, Johannes, BUKOVAC, Vesna, MIKULIČ PETKOVŠEK, Maja, JANŽEKOVIČ, Franc, BAKONYI, Tamás, BERČIČ, Rebeka Lucijana, FELICIJAN, Mateja (2019). Morphometric and Biochemical Screening of Old Mulberry Trees (Morus alba L.) in the Former Sericulture Region of Slovenia. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 2019, Vol. 1; DOI: 10.5586/asbp.3614; IF 2017: 0.876; 5-year IF 2017: 1.321
  • UGULIN, Tina, BAKONYI, Tamas, BERČIČ, Rebeka Lucijana, URBANEK KRAJNC, Andreja. Variations in leaf total protein, phenolic and thiol contents amongst old varieties of mulberry from the Gorizia region. Agricultura, ISSN 1580-8432. [Print ed.], December 2015, vol. 12, no. 1-2, str. 41-47, ilustr., doi: 10.1515/agricultura-2016-0006. [COBISS.SI-ID 4132652]

Diplomska in magistrska dela

  • KOREZ, Julija. Morfološka variabilnost listov starih genotipov murv v Vipavski regiji : diplomsko delo. Maribor: [J. Korez], 2016. VII, 27, [5] f., ilustr. https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=63643. [COBISS.SI-ID 4231724]
  • UGULIN, Tina. Spremenljivost vsebnosti skupnih proteinov, fenolov in tiolov v listih starih genotipov murv v Goriški regiji : magistrsko delo. Maribor: [T. Ugulin], 2016. VII, 24, [24] barvnih f. pril., ilustr. https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=60241. [COBISS.SI-ID 4165676]
  • ARNEJČIČ, Ana. Časovna analiza vsebnosti proteinov v listih različnih genotipov murv : diplomsko delo. Maribor: [A. Arnejčič], 2018. VI, 27 f., [3] f. pril., graf. prikazi. https://dk.um.si/IzpisGradiva.php?id=71138. [COBISS.SI-ID 4464172]

Drugi projekti

  • URBANEK KRAJNC, Andreja, PAUŠIČ, Andrej, RAKUN, Jurij, BUKOVAC, Vesna, URBANEK, Katja. Razvoj ustreznih tehnologij pridelave, spremljanje metabolitov in analiza možnosti uporabe starih lokalnih genotipov murv v trajnostnem kmetijstvu : končno poročilo o doseženih ciljih : javni razpis projektno delo z gospodarstvom in negospodarstvom v lokalnem in regionalnem okolju – Po kreativni poti do znanja 2016/2017. Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede, 2017. [17] str., ilustr. [COBISS.SI-ID 4409388]

Ustanovitev neprofitnega zavoda (D.02)

  • Inštitut za svilogojstvo, ustanoviteljica inštituta je dr. Rebeka Lucijana Berčič

Strokovni članki

  • URBANEK KRAJNC, Andreja. Črno-bela štorija o murvah. Gaia : glasilo kluba Gaia, ISSN 1408-7774, 2016, letn. 22, št. 12, str. 28-29, ilustr. [COBISS.SI-ID 4266284]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja, RABENSTEINER, Johannes. Geschichte über Grenzen hinweg Maulbeerbäume als lebende Monumente : der Fast vergessenen Seidenkultur = Zgodba, ki sega čez meje murve – živi spomeniki : skoraj pozabljene kulture gojenja sviloprejk. VII : das Magazin der Sloweninnen und Slowenen in der Steiermark, 2018, 2017/2018, str. 71-81, ilustr. [COBISS.SI-ID 4449836]

Intervjuji

  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec). Slovenska svilena pot : RTV SLO, oddaja Tednik, 18. 9. 2017 ob 20.00 (cca. 8 min 25 sek). http://4d.rtvslo.si/arhiv/tednik/174491725. [COBISS.SI-ID 4355372]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec). Drevo z družinsko simboliko. Večer, ISSN 0350-4972. [Tiskana izd.], 1. 12. 2018, 74, št. 277, ilustr. [COBISS.SI-ID 4509740]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec). Drevo, pod katerim se ne sedi. Večer v nedeljo, ISSN 2350-5699, 9. december 2018, št. 49, str. 26-27, ilustr. [COBISS.SI-ID 4542764]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec). Kako do svile? : prispevek v oddaji “Ugriznimo znanost” – izobraževalni program TVS1, 14. junij 2018. [COBISS.SI-ID 4494892]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec), RABENSTEINER, Johannes (intervjuvanec). Murve živi spomeniki : prispevek na Radiu AGORA Divan, 5. 6. 2018, ob 13.00 uri. http://agora.at/Sendungen/AGORA-Divan/Murve-zivi-spomeniki-I-Maulbeerbaeume-als-lebende-Monumente. [COBISS.SI-ID 4496940]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja (intervjuvanec). Od jajčeca prek gosenic do svilene niti : prispevek v oddaji Prvi na obisku, na prvem programu Radia Slovenija, 8. 11. 2018. https://radioprvi.rtvslo.si/2018/10/prvi-na-obisku-165/. [COBISS.SI-ID 4494636]
  • RTV SLO, februar 2018; oddaja Ljudje in zemlja: Predstavitev projekta z naslovom Vpliv hranjenja ličink hibridov sviloprejke (Bombyx mori L.) z listi starih lokalnih madžarskih in slovenskih genotipov murv (Morus alba L.) na razvoj in zdravstveni status ličink

Predavanja

  • SUŠNIK, Polona, URBANEK KRAJNC, Andreja. Murve v Sloveniji in na Madžarskem: dediščina nekdanjega svilogojstva : predavanje v okviru vsakoletnega srečanja Botaničnega društva Slovenije z naslovom Wraberjev dan 2017, Koper, 11. 11. 2017. [COBISS.SI-ID 4376876]
  • RABENSTEINER, Johannes. Über die Maulbeerbäume: Lebende Kulturrelikte in der Landschaft : predavanje na predstavitvi projekta v organizaciji “Naturwissenschaftlicher Verein für Steiermark” in “Institut für Pflanzenwissenschaften “, Graz, 16. 1. 2018. [COBISS.SI-ID 4398892]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja. Postopek pridobivanja svilnatih kokonov : predstavitev v sklopu projekta za oživitev vzgoje sviloprejk v Prekmurju, ki je potekala v vrtcu Martjanci in Moravske Toplice, 28. 9. 2017. [COBISS.SI-ID 4365100]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja. S svilogojstvom povezana morikultura : predstavitev na “Svilogojskem posvetu”, ki se je odvijal v organizaciji Zavoda Gozvin, Univerze za veterinarsko medicino iz Budimpešte in Fakultete za kmetijstvo in biosistemske vede Univerze v Mariboru, v Prosenjakovcih, 17. marca 2018. [COBISS.SI-ID 4494124]
  • RABENSTEINER, Johannes. Über die Maulbeerbäume: Lebende Kulturrelikte in der Landschaft: predavanje na predstavitvi projekta v organizaciji “Naturwissenschaftlicher Verein für Steiermark” in “Institut für Pflanzenwissenschaften “, Graz, 16. 1. 2018. [COBISS.SI-ID 4398892]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja. Razvoj ustreznih tehnologij pridelave, spremljanje metabolitov in analiza možnosti uporabe starih lokalnih genotipov murv v trajnostnem kmetijstvu : predstavitev rezultatov projekta “Po kreativni poti do znanja” na dogodku z naslovom Novim izzivom naproti, Ljubljana, 14. 11. 2017. [COBISS.SI-ID 4377388]

Simpoziji

  • FELICIJAN, Mateja, SUŠNIK, Polona, UGULIN, Tina, PAUŠIČ, Andrej, RABENSTEINER, Johannes, BAKONYI, Tamás, BERČIČ, Rebeka Lucijana, MIKULIČ PETKOVŠEK, Maja, URBANEK KRAJNC, Andreja. Steps towards revival of moriculture in Slovenia – Biochemical screening of leaves of centuries-old mulberry varieties. V: BAEBLER, Špela (ur.), et al. 7th Slovenian Symposium on Plant Biology with International Participation, Biotechnical Faculty, University of Ljubljana, September 17-18, 2018, Ljubljana, Slovenia. 1st electronic ed. Ljubljana: Silva Slovenica Publishing Centre, Slovenian Foresty Institute. 2018, str. 33. [COBISS.SI-ID 4476460]
  • SUŠNIK, Polona, FELICIJAN, Mateja, PAUŠIČ, Andrej, RABENSTEINER, Johannes, URBANEK KRAJNC, Andreja. Following mulberry (Morus sp.) footprints : Geographical distribution and diversity of leaf morphology of heritage trees in Slovenia. V: Conference book. Graz: Austrian Society of Plant Biology: UNI Graz. 2018, str. 68. [COBISS.SI-ID 4427564]
  • UGULIN, Tina, URBANEK KRAJNC, Andreja, ZELLNIG, Günther, MUELLER, Maria. Morphometric analyses of phytoliths in different mulberry genotypes. V: Conference book. Graz: Austrian Society of Plant Biology: UNI Graz. 2018, str. 72. [COBISS.SI-ID 4427820]
  • BERČIČ, Rebeka Lucijana, CAPPELLOZZA, Silvia, SAVIANE, Alessio, TETTAMANTI, Gianluca, BODNÁR, Vivien Alexandra, URBANEK KRAJNC, Andreja, BAKONYI, Tamás. Detection of Bombyx mori nucleopolyhedrovirus DNA by loop-mediated isothermal aplification (LAMP) assay. V: Abstracts, 11th International Congress of Veterinary Virology, Montpellier, 2018. Vienna: European Society for Veterinary Virology. 2018, str. 95. [COBISS.SI-ID 4478252]

Plakati

  • URBANEK KRAJNC, Andreja, RABENSTEINER, Johannes (avtor, prevajalec). Črna murva (Murus nigra L.) = Schwarzer Maulbeerbaum (Morus nigra L.). Maribor; Budimpešta: Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede UM: Veterinarska univerza, [2018]. 1 plakat. [COBISS.SI-ID 4543020]
  • URBANEK KRAJNC, Andreja, RABENSTEINER, Johannes (avtor, prevajalec). Murve – Živi spomeniki svilogojstva = Mulberries – living monuments of sericultural history. Maribor; Budimpešta: Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede UM: Veterinarska univerza, [2018]. 1 plakat (118×160). [COBISS.SI-ID 4544300]