Kutatási projektek

Mikroalga biotechnológia


Az utóbbi néhány évben egyre növekvő számú vállalkozás képviselője kereste meg a Növénybiológiai Csoportot, akiknek kérdései alapvetően három témakörhöz kapcsolódtak:

  • mikroalgák tömegtermesztése,
  • mikroalgák termesztése bioüzemanyag előállítására,
  • mikroalgák alkalmazhatósága takarmányozási és növénykezelési célokra.

A vállalkozások egy része a nehézségeket látva feladta elképzeléseit, másokkal viszont folyamatos a kapcsolatunk, vagy konkrét kutatási kapcsolatba kerültünk. Az Agro-Bioferment Kft. Budapest növénykezelésekre alkalmas mikroalga készítményének az engedélyezési folyamatát szaktanácsadással segítettük, míg a vállalkozás mikroalga biomasszát termel kutatási projektjeinkhez. A Talajkarbon Kft. Mosonmagyaróvár, és a vállalkozással együttműködő más vállalkozások számára a mikroalgák biostimuláns hatásának a kutatásában és gyakorlati hasznosításában dolgozunk együtt. A Phylaxia Pharma Rt-vel közös kutatási projektben a mikroalgák többszörösen telítetlen zsírsavainak kedvező hatását vizsgáltuk tejtermékek összetételére. Az IC-Produkt ZRt.-vel magas lipidtartalmú mikroalgákat kutattunk bioüzemanyag előállítási céllal. Hazai tudományos kapcsolataink közül kiemeljük az MTA kutató intézeteivel kialakult folyamatos szakmai kapcsolatunkat, amelyek több esetben közös kutatási projektekben való együttműködést jelent:

  • MTA ATK Mezőgazdasági Intézet: termés biztonságot nyújtó természetes alga készítmények kipróbálása a fűszerpaprika biotermesztésben, mikroalgák taxonómiai helyének meghatározása molekuláris biológiai módszerekkel, mikroalgák illékony szerves vegyületeinek és rovar repellens hatásának vizsgálata.
  • MTA ÖK BLI: mikroalgák mikroszkópos taxonómiai vizsgálata.
  • MTA SzBK: növény biotechnológiai eljárások, mikroalgák molekuláris taxonómiai vizsgálata.

A Növénybiológiai Csoport kutató munkáját mindig a nemzetköziség jellemezte. Kutatási témáink kiválasztásakor a nemzetközi igényeket és tendenciákat vettük figyelembe. Az algák bioüzemanyag termelésének kutatását hazai vállalkozói megbízással kezdtük meg, és egy korábbi TÁMOP pályázati támogatással folytattuk. A Brandenburgi tartomány pénzügyi támogatásával 1993 és 1996 között dolgoztunk először együtt a Nuthetalban működő Institut für Getreideverarbeitung GmbH céggel. Az algák növényi hormon termelését és növényvédő hatását vizsgáltuk biotesztekkel. Az Intézettel 1995 óta szervezünk közösen nemzetközi tudományos rendezvényeket. Az egyik évben Nuthetalban tartjuk az alga biotechnológia minden területére kiterjedő általános európai „Workshop”-ot, a másik évben a Mosonmagyaróváron szervezett „Symposium”-on a mikroalgák mezőgazdasági és újabban energetikai hasznosítására is koncentrálunk. A Senftenbergben működő Hochschule Lausitz megbízásából 2010 és 2011-ben részt vettünk a „Fixierung von Kohlendioxid aus Rauchgasen mittels Algen” című projekt megvalósításában. A stuttgarti Fraunhofer Institut Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik intézettel 2008-ban kezdődött az együttműködésünk egy EU-FP7 (FP7-SME-2007-2) projektben: „Development of an innovative industrial bioreacting and fermentation process producing an organic insect repellent-fertilizer for ecological farming”. A norvég koordinálású projektben rovar-repellens hatású algákat kerestünk és találtunk az MACC gyűjtemény törzsei között. Az eredményes együttműködés következménye egy újabb EU-FP7 (FP7-SME-2012) sikeres pályázat volt: „Development of a process to generate a novel plant protection product enriched with micronutrients to replace copper in organic farming”. A projekt célja a réz kiváltása a szőlő biotermesztésben. A Laboratory of Growth Regulators laboratóriumot a Palacky University és az Institute of Experimental Botany közösen működteti Olomoucban, Csehországban. A laboratóriummal 2002 óta állunk munkakapcsolatban a mikroalgák növényi hormon termelése témában. A Research Centre for Plant Growth and Development a University of KwaZulu-Natal (Dél-Afrika) kutató központja, amely Pietermaritzburg-ban működik, amellyel 2001 óta dolgozunk együtt a mikroalgák hormon termelésének vizsgálatán. A hivatalosan csupán kétoldalú együttműködésbe vontuk be a cseh laboratóriumot, hogy a korábbi biotesztekkel végzett hormon vizsgálatainkat műszeres analitikai mérésekkel is megerősítsük.

 

Növényi biotechnológia


Az OM Kutatás-fejlesztési Helyettes Államtitkárság támogatásával 2000 és 2002 között "Új kombinált géntranszfer módszerek kidolgozása Beta vulgaris L. modell növényen" címmel (ny.sz. BIO-00124/2000) sikerült egy általánosan alkalmazható növényregenerációs és transzformációs rendszert kifejlesztenünk, amelynek segítségével lehetővé vált e nehezen szövettenyészthető növények (a regeneráció genotípus függő) gyors és hatékony transzformálása, különböző – a termesztés és feldolgozás számára értékes – tulajdonságokat hordozó génkonstrukciókkal. Munkánk során vizsgáltuk a direkt (génbelövéses) és indirekt (Agrobacterium-os) génátvitel egyes paramétereit, a BETA Kutató Intézet Kht., Sopronhorpács, és a Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóközpont, Gödöllő, munkatársaival konzorcium keretében.
Az előző projekt eredményeit figyelembe véve 2005-2008 között egy újabb pályázati munka (GVOP-3.1.1.-2004-05-0019/3.0, „Alternatív energiaforrás Beta vulgaris L.-ból biotechnológiai módszerekkel”) keretében a BETA Kutató Intézet Kht., Sopronhorpács, munkatársaival a magasabb szacharóz tartalmú takarmányrépa vonalak előállítását terveztük az endogén Fru-2,6-P2 szint csökkentésével bioetanol gyártás céljára. A génátvitelt követően a transzformált szöveteket szelektív táptalajon tenyésztettük, ill. a kidolgozott regenerálási módszer szerint növényt regeneráltunk belőlük. A feltételezetten transzgénikus növényeket PCR analízissel, a hasznos gének expressziós szintjét RT-PCR-al, a megváltozott szénhidrátprofilokat NAD – NADH interkonverzión alapuló enzimatikus esszék segítségével spektrofotometriásan határoztuk meg.

 

GOP-1.1.1-11-2012-0157 „Magas lipid tartalmú szuszpenziókból a szerves anyag kinyerése és iparszerű hasznosítása”


Pályázatunk a Gazdaságfejlesztési Operatív Program Irányító Hatóság döntése alapján 585.190.340,- Ft támogatást nyert. A projekt elsődleges és közvetlen célja a magas lipid tartalmú szuszpenziókból (algaszuszpenzió, tejipari szennyvizek, gépipari olajos szennyvizek) a szerves anyag kinyerésére-piacra gyártásra alkalmas, energiahatékony, új eljárások és új berendezés prototípusok kifejlesztése, hogy az így előállítható, esetenként veszélyes hulladéknak minősülő biomasszák ipari hasznosításokra felhasználhatóvá váljanak. A fejlesztés keretében gazdaságilag, műszakilag, energetikailag és környezetvédelmileg optimális berendezések sorozatgyártásra alkalmassá fejleszthető prototípusait állítjuk elő, a kifejlesztett új iparági eljárásokra és technológiákra szabadalmi oltalmakat jegyeztetünk be. Az SKC Consulting Korlátolt Felelősségű Társaság hosszú távú célja a berendezések és eljárások hazai és nemzetközi piacképességének megteremtése érdekében: a maximálishoz közeli fotoszintézist, termelőképességet biztosító, az igények szerint rugalmasan alakítható algatermesztési rendszer kidolgozása, amelyből a berendezéssel gazdaságosan szüretelhető, elsődleges tovább feldolgozásra alkalmas alapanyag állítható elő. A tejfeldolgozó iparág pazarló, ivóvíz minőségű vízfelhasználásának visszaszorítása úgy, hogy a keletkezett szennyvizet még a helyszínen megtisztítják, és újra felhasználják, emellett a tisztítás egyik mellékterméke szintén hasznosítható szerves biomassza lesz. A szerves szénhidrogénekkel szennyezett ipari vizek helyszíni tisztítása, a szennyezőanyagok törvények által megkövetelt határértékek alá szorítása. A környezetvédelmi és más szakhatóság részére az on-line távfelügyeleti rendszerű folyamatos ellenőrzéssel az ipari szennyezések mértékének jelentős visszaszorítása. Konzorciumi tagok: SKC Consulting Korlátolt Felelősségű Társaság, IC-Produkt Zártkörűen Működő Részvénytársaság és a Nyugat-magyarországi Egyetem MÉK Növénybiológiai és Biológiai Rendszerek Műszaki Intézete.

 

TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0003 „Mikroalga biotechnológia a fenntartható mezőgazdaságban”


A projektet az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával 492.826.142,- Ft-al támogatta. Manapság az emberiség két nagy kihívással néz szembe, a globális felmelegedéssel továbbá a növekvő árú, bizonytalan fosszilis energiaellátással. A mikroalga biotechnológia nem csupán megoldást kínál mindkét kihívásra, hanem olyan egyedi anyagcsere termékek előállítására is alkalmas, amelyeket más szervezetek nem termelnek. A mikroalgák széndioxid felvétele csökkenti ennek az üvegházhatást okozó gáznak a kibocsátását miközben olyan mennyiségű biomasszát és bioüzemanyagot termel, amire egyetlen más fotoszintetizáló szervezet sem képes. Mindazonáltal ez az új biotechnológiai megközelítés csupán akkor lehet sikeres, ha javítjuk a folyamat energiamérlegét és csökkentjük az alga biomassza előállításának a költségét. A technológiai fejlesztés olcsóbb és kisebb üzemeltetési költségű algatermesztő berendezések kifejlesztése felé kell, hogy haladjon, ami gazdaságossá teheti a bioüzemanyag előállítását. Mindemellett az algák által termelt speciális másodlagos anyagcseretermékek a gyógyszeripar és a mezőgazdaság potenciális nyersanyagai lehetnek, amihez új molekuláris biológiai módszerek kidolgozására és alkalmazására van szükség. A szintetikus peszticidek és gyógyszerek társadalmi elfogadottságának a csökkenése az utóbbi időben lökést adott a természetes eredetű hatóanyagok kutatásának, amit az Európai Unió is támogat. A kutatási tevékenységek 3 alprojekttel és 10 témával konzorciumi formában (NymE Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar, Magyar Tudományos Akadémia Agrártudományi Kutatóközpont Mezőgazdasági Intézet) 31 hónap alatt valósult meg, 2012. december 1-i kezdéssel. A pályázatban a biopeszticid és bioüzemanyag kutatás során elért eredményeinket terveztük nemzetközi szinten tovább növelni, újszerűvé tenni molekuláris biológiai módszerek kidolgozásával és alkalmazásával. A mikroalgákkal történő biodízel termelés kulcskérdése az energetikai mérleg javítása, a gazdaságos bevezetés feltétele pedig a mainál egyszerűbb és olcsóbb eljárások kidolgozása, valamint a visszamaradt biomassza értékes anyagainak legteljesebb hasznosítása. A projektben megfelelő mérésekkel az energetikai mérleg javítását tűztük ki célul. Vizsgáltuk továbbá, hogy a mikroalgákban a mezőgazdaság számára értékes anyagok termelése milyen mértékben függ a szaporításuk környezeti feltételeitől és a megtermelt alga biomassza extrahálási módjától.
A Növénybiológiai Csoport adta a projekt szakmai vezetőjét (Prof. Dr. Ördög Vince) és projektmenedzserét (Dr. habil Molnár Zoltán). Az Intézet munkatársai a 2. alprojektben („Növényvédő hatású másodlagos anyagcsere termékeket termelő mikroalgák jellemzése molekuláris biológiai módszerekkel”) vettek részt, alprojekt vezető: Prof. Dr. Ördög Vince.

 

TÁMOP-4.2.2.D-15/1/KONV-2015-0023 „KLÍMAHATÁS - Az éghajlatváltozás hatásainak komplex vizsgálata, nemzetközi K+F pályázatok előkészítése a Nyugat-magyarországi Egyetemen”


A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg, bruttó 287.064.552,- Ft támogatási összeggel. A KLÍMAHATÁS projekt olyan interdiszciplináris alap- és célzott alapkutatásokat folytató kutatócsoportok létrehozását célozta, amelyek alkalmassá válnak az Európai Unió kutatási programjaiban való részvételre, különös tekintettel a Horizont 2020 programra. Az egyetem különböző tudományterületein dolgozó kutatók, valamint neves külföldi kutatók részvételén felül kiemelt figyelmet fordítottunk a fiatal kutatók, doktoranduszok és hallgatók bevonására. Az inter- és multidiszciplinaritás elvén létrehozott csoportok jelentősen növelik az egyetem K+F+I+O kapacitásait, minőségi és mennyiségi fejlődést biztosítanak a tudástermelésben, tudáshasznosításban. A projekt megvalósítása során olyan átfogó szakterület kutatását folytattuk, amely közvetve vagy közvetlenül érinti a műszaki, informatikai, élet-és természettudományok szinte teljes spektrumát. A klímaváltozás hatásainak komplex elemzésével, a nemzetközi kutatás-fejlesztési tapasztalatok adaptációjával, új kutatási módszerek tesztelésével új tudományos eredményekhez jutunk. Szélesedik a kutatásban részvevők szakmai ismerete, erősödnek az egyetem nemzetközi kutatási együttműködései, mely újabb nemzetközi K+F projekteket indukálhat. Mivel az EU-ban az éghajlatváltozás, az éghajlatváltozás hatásának vizsgálata kiemelt terület, a projekt komoly lehetőséget teremthet a nemzetközi vezető kutató team-ekhez való csatlakozásra is. A projekt 8 hónap időtartamban, két konzorciumi partner, a Nyugat-magyarországi Egyetem és az MTA Ökológiai Kutatóközpont bevonásával valósul meg, 2015. április 2-i kezdéssel. A Nyugat-magyarországi Egyetem részéről az Erdőmérnöki Kar, a Simonyi Károly Műszaki, Faanyagtudományi és Művészeti Kar, a Mezőgazdaság- és Élelmiszertudományi Kar, a Természettudományi és Műszaki Kar, a Közgazdaságtudományi Kar, valamint az Apáczai Csere János Kar munkatársai vesznek részt a kutatásokban.
A Növénybiológiai Csoport a „B) Az éghajlatváltozás kultúr-ökoszisztémákra gyakorolt hatásainak vizsgálata” téma „B2) Termésbiztonság növelése és peszticid mentes növényvédelem – mikroalgák biotechnológiai alkalmazása a növénytermesztésben és növényvédelemben” altéma kidolgozásában vett részt, Prof. Dr. Ördög Vince vezetésével.

 

SABANA – „Sustainable Algae Biorefinery for Agriculture aNd Aquaculture”, No.: 727874

Időtartam: 2016.12.01. – 2020.11.30.
Finanszírozó: European Union H2020-BG-2016-2017
Költségvetés: 540.875,00 EUR (teljes: 8.848.523,75 EUR)
Témavezető: a tanszéki alprojektnek Prof. Dr. Ördög Vince, egyetemi tanár

A projekt célja egy nagy léptékű, integrált mikroalga alapú biológiai tisztító rendszer kifejlesztése, amelyben csak tengervízből és elfolyó vizekből (szennyvíz, sertéshígtrágya) származó tápanyagok felhasználásával biostimuláns, bipeszticid és takarmány adalék, továbbá biotrágya és haltakarmány állítható elő. A végeredmény egy olyan demonstrációs rendszer kialakítása, amelyben a technológiát, a működési paramétereket, a környezeti hatásokat lehet értékelni, továbbá a potenciális felhasználókkal való együttműködést tudják biztosítani.

Nyugdíjas Találkozó 2017. november 21. 15:00 - 20:00