REALNE PERSPEKTYWY ZASTOWANIA BIOTECHNOLOGII LASEROWEJ DO LEPSZEGO ZAGOSPODAROWANIA ZDEGRADOWANYCH TERENÓW EKOLOGICZNEJ PROFILAKTYCE ZAGROŻEŃ ZDROWIA ORAZ W BIOLOGII ROZRODU Jan W. DOBROWOLSKI AGH, WAAS, Konsorcjum Uniwersytetu Światowego, Miedzyuczelniany Zespół Zrównoważonego Rozwoju i Ekoinnowacji

Material and methods: The material for laser photosimulation : -cuttings of willows Salix viminalis (subspecies Rapp) strains introduced in the text, Salix acutifolia,S.dasyclados,S.amygdalina, - roots of Virginian Malva (Sida hermaphrodita), - Duckweed (Lemna minor), -roots of great miscant Mascanthus x giganteus The sources of coherent light: - He-Ne laser / type HNA-188-S,produced by Carl Zeiss Jena /, (wave length nm, power 2 W m), - Argon (Ar) laser / type ILA-120, Carl Zeiss Jena/ wave length 514 nm, power 2 W m-2 ) - laser diodes:wave lenght =473nm and power 20 mW, Changung NIOT, wave length =532nm and power 5 mW, wave length =660 nm and power 21.9 mW, wave length =632nm and power 3mW, wave length =670nm and power 300mW - impulse medical laser, Type D 68-1,wave length =670nm, power 20mW, energy 120J produced by Marp Eletcronic

Wieloletnie badania interdyscyplinarne zainicjowane i koordynowane przez autora dowodzą mozliwosci następujących innowacyjnych zastosowań bardzo skutecznej i relatywnie taniej biotechnologii laserowej: Wieloletnie badania interdyscyplinarne zainicjowane i koordynowane przez autora dowodzą mozliwosci następujących innowacyjnych zastosowań bardzo skutecznej i relatywnie taniej biotechnologii laserowej:

 Do bardziej efektywnego oczyszczania ścieków przy użyciu roślin wodnych [z uwzględnieniem zwiększenia odporności na hipotermie w okresie zimy i koincydencji różnego rodzaju zanieczyszczeń], oraz do znacznie lepszej biodegradacji zanieczyszczeń ropo-pochodnych w tym rakotwórczych WWA, oraz rekultywacji gruntów zarówno skażonych węglowodorami jak metalami Cd, Pb, Ni itd., oraz do zwiekszenia produkcji biomasy na zrekultywowanych nieużytkach i w uprawach energetycznych.

 Przyspieszenia formowania ochronnych wysokich żywopłotów wzdłuż głównych dróg (w tym autostrad), oraz pnączy w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń motoryza-cyjnych wraz z ocena skuteczności przy użyciu wypróbowanej niedrogiej metody monitoring zanieczyszczeń powietrza.

 dla prawidłowej reprodukcji Do ochrony odpowiedniego stanu środowiska szczególnie wrażliwych na zanieczyszczenia gatunków i innych składników ekosystemów wodnych z zastosowaniem szczególnie czułych kryteriów biologicznych (w tym embriologii doświadczalnej oraz komputerowej analizy obrazu).

 Do stymulacji produkcji enzymów i hormonów przez jajniki, oraz do podwyższenia przeżywalności i aktywności plemników różnych gatunków ssaków stosowanych do sztucznej inseminacji po kriokonserwacji.

The application of laser biostimulation of Salix viminalis (A. Zielinska-Loek) K control-unirradiated, Ar- Ar laser treated willow plants and leaves

Comparison of the plants' size (Lemna minor) exposure no exposure Use of image analysis - Aphelion (M. Śliwka)

control groupno exposure control group - no exposure exposition on Argonium laser exposition on laser diode The application of laser biostimulation of duckweed (Lemna minor) (M.Śliwka)

Increase of biomass of duckweed (Lemna minor)

Concentration of trace elements in biomass of Lemna minor Trace elements: Experimental groups: Ar laser =514 nm Laser diode =660 nm Control group Zn [mg/g] Ni [µg/g] Cd [µg/g] (M. Śliwka) The laser stimulation of duckweed (Lemna minor) causes bigger growth of biomass, in comparison to control groups, the increase or reduction of trace elements (Zn, Cd, Ni) concentration in plant tissues as well as the increase of phytoremediation abilities.

Experimental groups of Salix viminalis 1154: G1. Control group: unirradiated, G2. Laser diode: exposition time 3x30 s., wave length: 532 nm (all seedlings were exposed), G3. Impulse medical laser: exposition time 3x3 s., wave length: 670 nm (every leaf-bud were exposed), G4. Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave length: 670 nm (all seedlings were exposed), Experimental groups of Salix viminalis Turbo: T1. Control group: unirradiated, T2. Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave length: 670 nm (all seedlings were exposed). (M. Jakubiak)

G4 - Cuttings of Salix viminalis var. gigante, irradiated group by impulse medical laser: exposition time 3x30 s.(all seedlings were exposed). After 25 days grown in hydroponic cultivation under saline stress (2%). G1 - cuttings of Salix viminalis var. gigante - control group. After 25 days grown in hydroponic cultivation under saline stress (2%). The research included willow cuttings of Polish strains of Salix viminalis created at The Chair of Plant Breeding and Seed Production of The University of Warmia and Mazury, Olsztyn: Turbo, Start, Sprint as well as Sweedish Salix dasyclados Loden and also more popular genotypes of Salix viminalis 1154 and Salix amygdalina. (M. Jakubiak)

T2 - Cuttings of Salix viminalis Turbo, group irradiated by impulse medical laser: exposition time 3x30s. (all seedlings were exposed). T1 - Cuttings of Salix viminalis Turbo, control grup Salix viminalis Turbo after 25 days grown in hydroponics cultivation under saline stress (2%).

Willow (Salix viminalis) Control group LM =670 nmDZ =532 nm

Control group LM =660 nmDZ =532 nm

K - Control group, DZ – Laser diode: exposition time 3x30 s., wave length: 532 nm LM – Impulse medical laser: exposition time 3x30 s., wave length: 670 nm (all seedlings were exposed). Length of shoots after 53 days of growth

The application of laser biostimulation of Sida hermaphrodita Anna Ślązak Experimental group Control group

Zastosowania Biotechnologii Laserowej do stymulacji reprodukcji zwierząt Badania podstawowe dla pobudzenia Syntezy określonych enzymów np..dehydrogenezy sterydowej, oraz Hormonów np.. Estrogenów w hodowli in vitro warstwy korowej janika swini z Gregoraszczuk i |Galasem.

Zastosowanie Biotechnologii Laserowej w stymulacji rozrodu Optymalizacji fotostymulacji plemników buhaja i knura po kriokonserwacji w ciekłym azocie wraz z ocena wpływu na ruchliwośc plemników, oraz poziom ATP oraz emisje fotonów wraz z zespołem Laszczki, Sławińskiego i Gumińskiej [AGH, Instytut Zootechniki Zaklad Biologii Rozrodu, AP, AM]. Perspektywy zastosowania w hodowli oraz ochronie zagrożonych gatunków zwierząt.

Zastosowania BIOTECHNOLOGII LASEROWEJ do promocji ZROWNOWAZONEGO ROZWOJU Do poprawy stanu srodowiska w tym rekultywacji i oczyszczania sciekow połączonej z wykorzystaniem zwiekszonej w ten sposob biomasy do produkcji Bioenergii –jako OZE. Do ekologicznej profilaktyki srodowiskowych czynnikow ryzyka oraz rozwoju gospodarki rolnej i hodowlanej. i tworzenia Nowych Miejsc Pracy.