Fel!

foto1 foto2 foto3 foto4 foto5
SZTEJKI Eötvös József Gimnázium Tel.: +36 62 547 060 Fax: +36 62 547 063


Iskolánk részt vesz a Bethlen Gábor Alapkezelő Zrt. által meghirdetett HATÁRTALANUL! programban.



SZTE Konfuciusz Intézet


ECDL

SZAKMAI BESZÁMOLÓ

A KUTATÁSI PROGRAM MEGVALÓSÍTÁSÁRÓL

A kutatási program címe: Egyetlen haploid sejtből kifejlett növény

A kutatást vezető mentor neve: Krizsán Sándor

A kutatócsoport tanulóinak száma: 3 fő

Érintett tudományterület (jelölje aláhúzással az érintett tudományterületet):

  • Természettudományok

Biológiai tudományok

 

1. Kérjük, készítse el a megvalósult kutatási program munkatervét az alábbi szempontok alapján:

  • Mutassa be a kutatási program tartalmát (tervezett és megvalósult elemek)
  • Sorolja fel a kutatási program céljának elérése érdekében alkalmazott kutatási módszereket!
  • Mutassa be, hozott-e új ismereteket és/vagy új eredményeket a megvalósítás.
  • Mutassa be, hogyan hasznosultak a projekt eredményei (pedagógiai eredmények, a projekt eredménye).
  • A projekt (várható) társadalmi-gazdasági hasznosulásának összegzése.
  • A sikeresen megvalósított elemek bemutatása a pályázatban leírt munkatervhez képest.
  • Mutassa be, mit tart a projekt legsikeresebb elemének, illetve legnagyobb eredményének!
  • Mutassa be, mit tart a projekt legkevésbé sikeres elemének!

A kutatási program során a tanulók tavaszi búza (CY-45 tavaszi búza genotípussal) és tönkölybúza (GK Fehér őszi tönkölybúza genotípussal) haploid növényeket állítottak elő portoktenyésztés módszerrel, valamint megpróbálták a tavaszi búza (CY-45 tavaszi búza genotípussal) haploidokat izolált mikrospóra módszerrel is előállítani.

A hipotézis az volt, hogy e módszerek segítségével haploid sejtekből teljes dihaploid (doubled haploid) növények nevelhetők.

A kutatás célja ilyen növények előállítása volt.

A CY-45 genotípusú tavaszi búzával kapcsolatosan már létezik ilyen ismert - és nemzetközileg publikált - kutatási eredmény, a tönkölybúzával kapcsolatosan azonban ilyen tudományos eredmények alig ismertek, az ilyen irányú kutatás tudományosan újszerűnek számít.

A konkrét tevékenységek a következő sorrendben követék egymást:

A tanulók először elsajátították a steril körülmények között végzett laboratóriumi munka fogásait.

A tényleges munka az üvegházi donornövények oldalhajtásainak begyűjtése után kezdődött; a mintákat 2 hétig 3 °C – os hideg stressznek tették ki, ami indukálja az éretlen pollenszemekben (mikrospórákban) az androgenezis folyamatát (in vitro körülmények között embrioidok fejlődése és növényregenerálás).

Ezután a laboratóriumban portok- és izolált mikrospóra tenyészeteket készítettek (portoktenyésztéshez W14mf, míg mikrospóra tenyésztéshez W14mi tápoldatot használtak, csatoltam e táptalajok összetételét); ebben a szakaszban az indukciós fázis (sejtekből embrioid) körülbelül 1 hónapig tartott.

Később a fejlődő embrioidokat (embriószerű-struktúrákat) áthelyezték regeneráló táptalajra (190-2Cu, csatoltam ennek a táptalajnak az összetételét is).

A létrejövő növények közül - az albínók kiszelektálása után – a zöld egyedeket táptalajról üvegcsőbe helyezték, ahol 3 hétig növekedtek, gyökeresedtek a kísérletekben előállított növénykék.

Ezután következett az üvegházi kiültetés, melynek során a növények aklimatizációját (a drasztikusan lecsökkenő páratartalom miatt) a hajtás 3 napos – mely időszak alatt kialakult a hatékonyan védő kutikula - műanyagzacskós befedésével valósították meg.

A folyamat végén következett a ploidia fok meghatározása mikroszkópos sztómahossz– méréssel.

Az elvárt eredmény az volt, hogy mindegyik módszerrel sikeres legyen a dihaploid növények kialakítása. A hipotézis beigazolódott; a fenti módszerekkel sikerült haploid sejtekből teljes dihaploid növényegyedeket előállítani, melyek jelenleg is szépen fejlődnek a szegedi Gabonakutató Nonprofit Kft. üvegházában (csatoltam a három különböző típusú növénypopulációról a digitális felvételeket).

A kutatási projekt megvalósítása során bebizonyosodott az a – nemzetközi tudományos közleményekben már publikált - kutatási eredmény, hogy a tavaszi búza (CY-45 tavaszi búza genotípussal) haploid növények előállíthatók mind portoktenyésztés, mind izolált mikrospóra módszerrel. Új eredmény azonban az, hogy a tönkölybúza (GK Fehér őszi tönkölybúza genotípussal) haploid növények is előállíthatók portoktenyésztés módszerrel.

A munka során fejlődtek a tanulók természettudományos kompetenciái, javultak a laboratóriumi eszközök precíz, biztonságos alkalmazásához szükséges manuális készségeik és a mobiltelefonjaik (számítógépet a laboratóriumi munka során nem hordtak maguknál) használatával fejlődtek informatikai készségeik. A csoportmunka során a szociális kompetenciák széles tárházát mozgósítani tudták, hiszen nem csak tanulótársaikkal, hanem az intézet felnőtt, szakértő munkatársaival is találkoztak ebben a speciális tudományos környezetben. Az önismeret fejlesztése és a kulturált tudományos közösségi viselkedés elsajátítása mellett szakmai kapcsolati rendszereik jelentősen bővültek.

A projekt egy olyan kutatóintézményben folyt, melynek nemesített növényfajtáival a kutatócsoportok sikeresen szerepelhetnek az egyre élesedő hazai és nemzetközi mezőgazdasági versenyben. A munka során lehetőség nyílt tiszta növényi vonalak (diploid homozigóta fajták) előállítására jóval kevesebb idő alatt, mint amennyi a hagyományos nemesítés során rendszerint szükséges. Amennyiben az így kialakított fajták beválnak a szántóföldi növénytermesztés során is, ezzel a szektor jövedelmezősége növekedhet.

A pályázatban részt vevő diákoknak - a leírt munkatervhez képest - minden kutatási elemet sikerült kellő hatékonysággal megvalósítaniuk. Ez a projekt legsikeresebb eleme.

A már korábban említetteken kívül a tanulók kutatómunkájának legnagyobb eredményei közé tartozik még, hogy a kutatómunka kezdetén becsült időnél lényegesen kevesebb idő alatt sikerült eredményesen befejezniük az egyes munkafázisokat. Az egyes inkubációs időszakokban pedig még arra is jutott idejük, hogy nem csak a projekben szereplő 3 fajta növénnyel dolgozzanak, hanem – ahogy az a tényleges laboratóriumi kutatómunkában gyakran előfordul – más növényekkel (rizs, árpa, paprika, burgonya) kapcsolatos hasonló kutatómunkában is részt vegyenek.

A projekt legkevésbé sikeres elemének az tekinthető, hogy a diákok laboratóriumi munkájának pontos jegyzőkönyvezése időnként nem volt naprakész, ezt azonban a projekt lezárásakor elemeztük, és a papíralapú jegyzőkönyveikben a hibákat kijavítottuk.

Ezúton szeretnénk köszönetet nyilvánítani az Emberi Erőforrás Támogatáskezelő Köznevelési és Felsőoktatási Támogatások Igazgatóságának, a Klebelsberg Intézményfenntartó Központnak, Dr. Pauk Jánosnak (MTA doktor, kutatási igazgatóhelyettes, Gabonakutató Nonprofit Kft.), Dr. Lantos Csabának (tudományos munkatárs, Gabonakutató Nonprofit Kft.), Markó Ferencnek (laboratóriumi asszisztens, Gabonakutató Nonprofit Kft.), a Gabonakutató Nonprofit Kft. Biotechnológiai Osztály kutatóinak és szakdolgozóinak, Dr. Gera Tibornak (főigazgató, Szeged és Térsége Eötvös József Gimnázium, Általános Iskola), Eitler Józsefnek (főigazgató - helyettes és intézményi kapcsolattartó, Szeged és Térsége Eötvös József Gimnázium, Általános Iskola), Bajusz Lajosnénak (iskolatitkár, Szeged és Térsége Eötvös József Gimnázium, Általános Iskola), kollégáimnak (Szeged és Térsége Eötvös József Gimnázium, Általános Iskola), Nagy – Misley Kamillának (pályázati szakreferens, Emberi Erőforrás Támogatáskezelő Köznevelési és Felsőoktatási Támogatások Igazgatósága) és mindazoknak, akiknek türelme, támogatása és segítsége nélkül e sikeres projekt nem valósulhatott volna meg.

 

2. Mutassa be, hogy a kutatási program megvalósítása milyen ütemezés szerint történt!

Hónap

Elvégzett feladatok

Részt vevő diákok neve

Elért eredmények

2015-09

a steril laboratóriumi

munka módszereinek elsajátítása, donor növények üvegházi

felnevelése, üvegházban felnevelt alapanyag begyűjtése kísérletekhez

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

sterilen végzett laboratóriumi munka, üvegházban felnevelt

donor növények,

begyűjtött üvegházi, felnevelt alapanyag

2015-10

portok- és izolált

mikrospóra- tenyészetek készítése

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

portok- és izolált

mikrospóra- tenyészetek készítése

2015-11

haploid sejt eredetű struktúrák

fejlődésének megfigyelése és dokumentálása

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

dokumentált haploid sejt eredetű struktúrák

2015-12

növényregenerálás

portok- és mikrospóra-tenyészetben

fejlődött struktúrákból

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

regenerált növény (portok- és mikrospóra-tenyészetbeli struktúrákból)

2016-01

a regenerált növények

in vitro nevelése

egyedileg elkülönítve

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

regenerált, (in vitro) felnevelt növények

2016-02

regenerált növények

üvegházi

kiültetése

és adaptálása

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

regenerálódott, adaptálódott üvegházi növények

2016-03

növények

üvegházi

felnevelése

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

üvegházban felnevelt

növények

2016-04

növények ploidia

fokának meghatározása, adatok összesítése és értékelése

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

meghatározott ploidia fok, összesített és értékelt adatok

2016-05

jegyzőkönyvezés ellenőrzése

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

javított, pontos jegyzőkönyvek

2016-06

projektzárás

Csóré Dóra,

Móricz Tímea,

Tóth Brigitta

a kutatási folyamat áttekintése, elemzése, értékelése

3. Amennyiben a program megvalósítása során a pályázatban szereplő ütemezéstől eltértek, vagy a program a tervezetthez képest megváltozott, mutassa be az eltérést, és indokolja a módosítás okát!

A pályázatban szereplő ütemezéstől kissé eltértünk, mert a tanulóknak igen kevés idő is elég volt ahhoz, hogy elsajátítsák a valós steril laboratóriumi munka fogásait, részt vegyenek donor növények üvegházi felnevelésében, valamint megtanulják, hogy hogyan kell üvegházban felnevelt alapanyagokat begyűjteni a későbbi kísérletekhez. Az eredetileg tervezett 3 hónap helyett ezt gyakorlatilag 1 hónap alatt megvalósították, így minden ezután következő munkafázist – nagy szerencsével - 2 hónappal korábban sikeresen be tudtak fejezni, mint ahogy azokat terveztük. A körülbelül összesen 210 laboratóriumban töltött munkaórájuk során elvégzett kutatómunka végén, 2016.04.28 - ára megvalósult a növények ploidia fokának meghatározása, az adatok összesítése és kiértékelése is. A következő hónapokban, napi iskolai feladataik mellett, főleg az idegen nyelvi (iskolánk pedagógiai programjában a 11. évfolyamos tanulók számára kötelezően előírt) próbanyelvvizsgára készültek, melynek írásbeli részét 2016. 05. 25 – én, szóbeli részét pedig a következő hónap elején teljesítették. Ezért májusban már csak ellenőriztük és javítottuk a jegyzőkönyvek tartalmát, majd végül júniusban a kutatási folyamat áttekintése, elemzése, és értékelése után lezártuk a projektet.

 

4. Kérjük, válaszoljon az alábbi kérdésekre:

  • Mutassa be, hogy a kutatási projekt hogyan segítette elő a programban résztvevő tanulók fejlődését, továbbtanulását, tehetségük kibontakoztatását?

Fejlődtek kísérletezési, gyakorlati, tanulási, szociális és értelmi képességeik, megtartották jó vagy jeles tanulmányi eredményüket, látókörük szélesedett, személyiségük kedvezően változott.

  • Mi alapján választották ki a kutatási programban részt vevő tanulókat?

Személyiség, értelmi képességek, szorgalom, elhivatottság, megbízhatóság, tanulmányi eredmény és (gyakorlati) képességek, készségek alapján.

  • Milyen egyéni fejlődési célokat értek a tanulókkal, és milyen tapasztalatokat szereztek a projekt során?

Kísérletező, kiértékelő, elemző és szintetizáló készségeiket eddig is fejlesztettük biológiaórán (mindhárman biológia tagozatunkon tanulnak). A projekt megkezdése előtt is jók voltak a laboratóriumi munkában, mára viszont kiváló szintet értek el a kísérletek kivitelezésekor, mind azok sebességét, mind hatékonyságát tekintve. Ez a folyamat sikeresen felkészíti a diákokat a felsőoktatásban folyó laboratóriumi munkára. Jelentősen segíthet a projekt a később megírandó szakdolgozatok összeállításában is. Ezek mellett a munka során a tanulók maguk is átélhették a tudományos kutatás legfontosabb fázisait (természettudományos szakirodalom tanulmányozása, kísérleti munka, eredmények kiértékelése, stb.).

  • Mi volt a tanulók konkrét feladata a projektben?

Megtanulták a (valós) steril laboratóriumi munka fogásait, a kísérleti anyagok hatékony begyűjtését, a portok- és mikrospóra-tenyészet készítését, a haploid sejt eredetű struktúrák jellemzését, a növényregenerálást portok- és mikrospóra-tenyészet eredetű haploid sejtekből, a növények (in vitro és üvegházi) felnevelését és a ploidia fok meghatározását

  • Miben fejlődtek a tanulók az adott tématerületen?

Csóré Dóra: Azt kellett elsajátítania, hogy minden releváns információt (például táptalajösszetételt) rögzíteni kell a jegyzőkönyvben.

Móricz Tímea: A preciz jegyzőkönyvvezetést kellett elsajátítania; a projekt végére ez már jól ment neki.

Tóth Brigitta: Elkeseredett, mikor bizonyos kísérleti fogásokat nem igazán sikerült úgy kiviteleznie, hogy megfelelő eredmények szülessenek. Mivel elég csendes diák, meg kellett győznöm arról, hogy ez a kutatás velejárója, és csak annyi a teendője, hogy a kutatást felügyelő szakemberektől részletesen tudakolja meg a hibák lehetséges okait, hogy azokat kijavítva, elfogadható eredmények szülessenek. Így tett, és jöttek az eredmények.

  • Részt vett-e valamely tanuló hazai vagy nemzetközi versenyen a projekt eredményeivel? Amennyiben igen, röviden mutassa be!

Nem.

  • Nevezze meg a kutatási program során felhasznált hazai és külföldi és/vagy idegen nyelvű szakirodalmat. Amennyiben kizárólag hazai irodalmat használtak, indokolja meg, miért!

Dudits Dénes - Heszky László: Növényi biotechnológia és géntechnológia, Heszky László - Fésüs László – Hornok László: Mezőgazdasági biotechnológia, George Acquaah: Principles of Plant Genetics and Breeding, Yunbi Xu: Molecular Plant Breeding, Lantos Csaba: Az in vitro androgenezis indukciója búzában (Triticum aestivum L.), tritikáléban (X Triticosecale Wittmack), fűszerpaprikában (Capsicum annum L.) és az eredmények felhasználása a nemesítésben

  • Röviden ismertesse, sikerült-e a kutatást befejezni.

Igen. A megfelelő növényeket a tanulók kiültették az intézet üvegházába, ahol is azok szépen fejlődnek (további kísérletekre vagy szántóföldi kiültetésre alkalmasak).

  • Mutassa be a kutatásra vonatkozó további terveit, tervezi-e a projekt folytatását.

A projektben részt vevő három tanulóból egy fő már jelezte, hogy szívesen végezne további kutatómunkát is az intézetben. A másik két diák jelenleg még gondolkodik ezen. Jövőre végzősök lesznek, és legfőbb céljuk természetesen az, hogy sikeresen leérettségizzenek, és majd a felsőoktatásban folytathassák tanulmányaikat. Abban maradtunk, hogy 2016 szeptemberében visszatérünk a kérdésre.

  • A kutatási tevékenység elősegítette-e/hogyan segítette elő, hogy a részt vevő tanulók a természet-, a műszaki tudományok és a matematika területén folytassák tanulmányaikat a felsőoktatásban?

A projekt kiválóan példázta, hogy a kutatás hogyan segítheti a gazdaságot és a környezetvédelmet is (az oktatás mellett). A kutatómunka keretében végzett tevékenységek (természettudományos szakirodalom tanulmányozása, a kísérleti munka, eredmények kiértékelése) felkészítették a diákokat a felsőoktatásban folyó laboratóriumi munkára is. Ezek a tényezők segíthetnek a majdan megírandó szakdolgozatok összeállításában is.

  • Segített-e a továbbtanulási döntésben a tanulóknak a kutatásban való részvétel?

Bár mindhárom fő már 9. osztályban jelezte, hogy biológiából kíván továbbtanulni, akkori pályaválasztási szándékukat e kutatás csak megerősítette. A tanév során folyamatosan kérdeztem őket ebbéli szándékuk esetleges módosulásáról, és csak annyi változás történt, hogy az egyik tanuló fontolóra vette, hogy nem az orvostudományok felé veszi az irányt, hanem a klaszikus kutató biológia valamelyik területét fogja majd megcélozni egyetemi évei alatt.

  • A kutatócsoport tagjai közül hány tanuló kíván felsőoktatási intézményben továbbtanulni? Amennyiben igen, adja meg, mely tudományterületen kívánnak továbbtanulni.

Mindhárom. Mindannyian a biológia tudományok terén kívánják bővíteni ismereteiket a jövőben.

7. Röviden mutassa be, hogy jelen kutatásban való részvétel hogyan és milyen mértékben segítette elő a természettudományok, a műszaki tudományok és a matematika iránt kiemelt érdeklődést mutató tanulók tehetséggondozását.

E kutatómunka lehetővé tette olyan új, természettudományos ismeretanyagok elsajátítását, melyekre tanórai kereteken belül nincs lehetőség. Elősegítette az élőlények kapcsolatrendszereinek megismerését, a tudományos gondolkodás, probléma-megközelítés és kutatásmódszertan elsajátítását és a gyakorlatorientált fejlesztést (önálló laboratóriumi kutatómunka, kísérleti feladatok megoldása üvegházban).

A kutatásban résztvevő egyik diák indult a 2015/2016. évi biológia OKTV versenyen. A tanuló sajnos - 8 pont híján – nem jutott be a második fordulóba, de a versenyre való felkészítés alatt, a genetikai példák megoldása során töredékidő alatt képes volt megérteni bizonyos fogalmak (haploid, diploid, kromoszómaszerelvény-duplikáció, stb.) helyes – akkor még törzsórán nekik nem is tanított – használatát. Jelezte, hogy az ez évi OKTV versenyen is indulni szeretne. Remélhetőleg az e projekt keretében elsajátított tudás segítheti majd a diákot az első fordulón sikeresen túljutni, valamint a későbbi fordulók problémafeladatainak megoldását is jelentősen megkönnyítheti ez a kutatómunka.

8. Foglalja össze, hogy a kutatási tevékenység hogyan segítette elő, hogy a részt vevő tanulók természettudományos és/vagy műszaki kompetenciái fejlődjenek, illetve műszaki kompetenciáinak gyakorlatorientált fejlesztése megvalósuljon.

A munka során a természettudományos kompetenciáik természetesen fejlődtek. A kísérlettervezési és –kivitelezési kompetenciáik sokkal pontosabbá váltak; az időnként előforduló kivitelezési hibák, az egyes fázisok szükségszerű, akár többszöri megismétlése, a hosszú időn át tartó munkafolyamatok (akár 3 óráig tartó táptalajösszeállítás és –disztribúció) mind elősegítették a - már eredetileg sem rossz - kísérletkivitelezési képességeik javulását.

Informatikai készségrendszerük pedig a híradástechnikai eszközök használata során fejlődött; az egyes kutatási alkalmakkor előforduló munkafolyamatok jegyzőkönyvezéséhez gyakran használták mobiltelefonjaikat, mely adatokat a projekt lezárásakor felhasználtunk.

6. Mutassa be a kutatással összefüggésben keletkezett publikációt/tanulmányt/előadást

Még nem született tanulói publikáció.

6. Mutassa be a költségvetésben tervezett költségek felhasználását, különös tekintettel a tárgyi eszközökre.

2000 Ft irodaszer (füzetek, tollak, nyomtatópapír; jegyzőkönyveknek, adminisztrációhoz)

112906 Ft notebook (adatrögzítéshez, -feldolgozáshoz, adminisztrációhoz)

74600 Ft fénymikroszkóp (ploidia fok meghatározáshoz)

206117 Ft Petri–csésze (10 cm-es, labormunkához)

68750 Ft fém laboreszköz (16 és 14 cm-es fémcsipeszek, szikenyelek, szikepengék, labormunkához)

150000 tanulók ösztöndíja (3 diáké)

70000 mentor ösztöndíja

 

Kapcsolódó képek:

"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...
"Egyetlen haplo...

 

emet logo szines jpeg emmi logo

Képek iskolánk életéből

randomkep- (18).jpg randomkep- (45).jpg randomkep- (51).jpg randomkep- (10).jpg randomkep- (58).jpg randomkep- (35).jpg randomkep- (24).jpg randomkep- (54).jpg randomkep- (8).jpg randomkep- (56).jpg randomkep- (6).jpg randomkep- (53).jpg randomkep- (3).jpg randomkep- (37).jpg randomkep- (57).jpg randomkep- (61).jpg randomkep- (4).jpg randomkep- (14).jpg randomkep- (28).jpg randomkep- (64).jpg randomkep- (44).jpg randomkep- (36).jpg randomkep- (55).jpg randomkep- (26).jpg randomkep- (2).jpg randomkep- (7).jpg randomkep- (40).jpg randomkep- (48).jpg randomkep- (43).jpg randomkep- (21).jpg randomkep- (31).jpg randomkep- (65).jpg randomkep- (39).jpg randomkep- (67).jpg randomkep- (66).jpg randomkep- (9).jpg randomkep- (20).jpg randomkep- (38).jpg randomkep- (25).jpg randomkep- (13).jpg randomkep- (33).jpg randomkep- (29).jpg randomkep- (12).jpg randomkep- (16).jpg randomkep- (42).jpg randomkep- (59).jpg randomkep- (30).jpg randomkep- (47).jpg randomkep- (32).jpg randomkep- (22).jpg randomkep- (60).jpg randomkep- (63).jpg randomkep- (17).jpg randomkep- (50).jpg randomkep- (19).jpg randomkep- (62).jpg randomkep- (49).jpg randomkep- (15).jpg randomkep- (27).jpg randomkep- (11).jpg randomkep- (34).jpg randomkep- (52).jpg randomkep- (23).jpg randomkep- (1).jpg randomkep- (5).jpg randomkep- (46).jpg randomkep- (41).jpg

Copyright © 2017 SZTEJKI Eötvös József Gimnázium Minden jog fenntartva .