|
|
Optical properties of the leaf in relation to its anatomical traits
Neuwirthová, Eva ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Tomášková, Ivana (oponent) ; Písek, Jan (oponent)
K předpovědi reakcí ekosystémů na faktory prostředí se běžně používají funkční znaky rostlin na úrovni listu, popisující projevy globálních změn klimatu na úrovni ekosystémů. Mezi funkční znaky rostlin řadíme jak biofyzikální vlastnosti listu (např. obsah fotosyntetických pigmentů a obsahu vody) tak jeho strukturní vlastnosti (např. tloušťka listu a poměr fotosyntetických a nefotosyntetických pletiv listu). Biofyzikální a strukturní vlastnosti listu je možné zjišťovat buď destruktivně v laboratoři, nebo nedestruktivně s využitím optických vlastností listu. Ačkoli je odhadování obsahu chlorofylu na základě optických vlastností listů dobře zavedenou metodou, vliv struktury a vnitřní anatomie listů na jejich optické vlastnosti je důkladně studován teprve v posledních dvou dekádách. Publikace zahrnuté v mé práci a většina práce je věnována evropským opadavým dřevinám, typickým pro temperátní a hemiboreální lesy s listy vykazujícími podobnou dorziventrální strukturu, (tj. mezofyl je diferencován na palisádový a houbovitý parenchym). Dále má disertační práce zahrnuje studii vlivu strukturních znaků povrchu listů dvou skupin bylin na jejich optické vlastnosti. V této studii byly použity dvě skupiny fylogeneticky blízkých bylin se srovnatelnou vnitřní strukturou listů (mutanty Arabidopsis thaliana L. a...
|
|
|
Function of PsbO isoforms
Duchoslav, Miloš ; Fischer, Lukáš (vedoucí práce) ; Špunda, Vladimír (oponent) ; Sobotka, Roman (oponent)
(česká verze) Oxygenní fotosyntéza je zásadní pro většinu forem života na Zemi. Rozklad vody, při kterém se uvolňuje kyslík, je zajišťován fotosystémem II (PSII), pigment-proteinovým komplexem nacházejícím se v tylakoidní membráně chloroplastů. PsbO je jeho nepostradatelná podjednotka, která se váže na transmembránové podjednotky PSII z luminální strany. Hlavní funkcí PsbO je stabilizovat a chránit manganový klastr (Mn4CaO5), na kterém probíhá rozklad vody. Pravděpodobně má však i další, doplňkové funkce. Tyto doplňkové funkce mohou být rozdílné u izoforem proteinu PsbO, což bylo navrženo pro huseníček (Arabidopsis thaliana), který exprimuje dva geny kódující proteinové izoformy PsbO1 a PsbO2. Tato dizertační práce je zaměřena na doplňkové funkce PsbO s důrazem na rozdíly mezi izoformami. Analýzou sekvencí psbO jsme zjistili, že kromě huseníčku exprimuje dva geny psbO i mnoho dalších druhů rostlin. Zajímavé je, že duplikace genu psbO proběhla mnohokrát nezávisle, typicky ve společném předkovi současných čeledí krytosemenných rostlin. Nicméně izoformy PsbO se přesto liší na podobných místech struktury. To naznačuje, že u PsbO mohlo proběhnout paralelně u různých linií podobné rozrůznění funkcí. Biochemická charakterizace PsbO ze zelené řasy Chlamydomonas reinhardtii a dvou izoforem PsbO z bramboru...
|
|
|
Nuclear transport: its regulation and role in plant cells
Bokvaj, Pavel ; Schwarzerová, Kateřina (vedoucí práce) ; Fišerová, Jindřiška (oponent)
Transport mezi jádrem a cytoplasmou p edstavuje d ležitý regula ní bod všech drah vedoucích k expresi gen , kontrole bun ného cyklu a exportu RNA. Je zprost edkován komplexy jaderného póru (NPC), které jsou ukotvené v dvojité jaderné membrán . Struktura jaderného póru a základní zp soby regulace transportu jsou v eukaryotických organismech evolu n vysoce konzervované, avšak v rostlinných bu kách lze nalézt n které významné rozdíly. V této práci shrnuji sou asné poznatky o regulaci transportu mezi jádrem a cytoplasmou. Zvláštní pozornost v nuji t mto proces m v rostlinných bu kách.
|
|
|
Mechanismy polarizace epidermálních buněk rostlin.
Vojtíková, Zdeňka ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Soukup, Aleš (oponent)
Buňky rostlinné epidermis společně vytváří kontaktní plochu rostliny a chrání ji před vlivy vnějšího prostředí a zprostředkovávají komunikaci s okolím. V epidermis je za pomoci polarizačních mechanismů rovnoměrně rozmístěno několik buněčných typů (dlaždicové buňky, trichomy a průduchy) s velice specializovanou morfologií. Svých tvarů dosáhnou díky polarizovanému růstu, který je zajištěn cytoskeletem a signalizačními molekulami z rodiny ROP GTPáz. Cytoskelet v odpovědi na signál ovlivňuje rozpínání buňky, napomáhá zacílit sekreci do míst aktivního růstu a polarizovaně zabudovávat nový materiál do buněčné stěny. Na svrchní straně epidermis se vylučuje kutikula a vrstva epikutikulárních vosků. Sekrece složek kutikulárních vrstev je baso-apikálně polarizovaná. V této práci jsou shrnuty doposud objevené mechanismy polarizace v buňkách epidermis rostlin.
|
|
|
Tissue-specific knockout of starch synthesis in columella cells of Arabidopsis thaliana and gravitropic response
Bogdan, Michal ; Fendrych, Matyáš (vedoucí práce) ; Retzer, Katarzyna (oponent)
Od studií gravitropismu rostlin Charlesem Darwinem je identita specifických senzorů gravitace v rostlinách nejistá. K dnešnímu dni jsou statolity - škrobové granule v kořenových čepičkách - považovány za klíčové při percepci gravitace. Úloha statolitů jako organel zprostředkujících schopnost vnímat gravitaci v kořenech rostlin je obecně založena na výzkumech, jejichž subjekty mají vážně narušenou schopnost syntetizovat škrob nebo mají buňky obsahující statolity odstraněny či poškozené. To představuje metodické nedokonalosti, které vedou k alternativním vysvětlením, jako je narušený tok auxinu v důsledku těžkého poškození kořenové čepičky nebo neznámé zapojení škrobu z jiných částí rostliny do vnímání gravitace. Díky pokroku v oblasti technologie CRISPR/Cas9 jsme nyní schopni vytvářet tkáňově specifické mutanty, které by mohly pomoci s objasněním, zdali se škrobová zrna v kořenové čepičce podílejí na vnímání gravitace, a pokud ano, jak významné je toto jejich zapojení. Tato diplomová práce se pokusila na tyto otázky odpovědět adaptací tkáňově specifického systému CRISPR/Cas9 a jeho využitím pro tvorbu mutantů, které jsou specificky v kolumele bez škrobu. Pomocí tohoto přístupu jsme vytvořili jednu obecnou mutantní linii a tři tkáňově specifické mutantní linie, z nichž dvě mají cíle v genech...
|
|
|
Role podjednotky exocystu AtEXO70E2 v autofagii a sekreci
Moulík, Michal ; Sabol, Peter (vedoucí práce) ; Janda, Martin (oponent)
Exocyst je proteinový komplex složený z osmi podjednotek, evolučně konzervovaný u kvasinek, živočichů i rostlin. Jeho hlavní funkcí je poutání sekretorických váčků k plazmatické membráně, nicméně v poslední době bylo objeveno zapojení exocystu i do dalších procesů, především do autofagie. Rostlinný exocyst je specifický tím, že většina jeho podjednotek má více paralogů. Nejvíce diverzifikovanou podjednotkou je EXO70, která je v Arabidopsis thaliana kódována 23 paralogními geny. V této práci jsem se zabýval podjednotkou AtEXO70E2 (AT5G61010), která byla lokalizována do dvoumembránových útvarů značně podobných autofagozomům. Tyto útvary byly nazvány EXPOs (exocyst-positive organelles) a popsány jako součást drah nekonvenční sekrece proteinů. Objevily se rovněž náznaky, že protein EXO70E2 může hrát roli i v autofagických procesech. Detaily tohoto vztahu však zůstaly neprozkoumané. Na své experimenty jsem využíval stabilně transformované linie A. thaliana a transientně transformované listy Nicotiana benthamiana. Prováděl jsem četné kolokalizační experimenty, na studované linie jsem aplikoval různá farmakologická ošetření a zabýval jsem se linií mutantní v genu EXO70E2. Podle mých pozorování je protein EXO70E2 exprimovaný zejména v kořenových špičkách, naopak velmi slabou expresi jsem zaznamenal v...
|
|
|
Využití fluorescenční mikroskopie pro bližší popis dynamiky proteinů ALBA u Arabidopsis thaliana
Popelářová, Anna ; Honys, David (vedoucí práce) ; Vosolsobě, Stanislav (oponent)
Proteiny ALBA byly objeveny u Archaea před více než 30 lety. Postupně bylo zjištěno, že se vyskytují i u eukaryot a jejich struktura je velmi konzervovaná. V obou zmíněných doménách organizmů byla pozorována funkční forma těchto proteinů v dimerech schopných vazby DNA i RNA. Jejich role se však během evoluce rozrůznily a mezi jednotlivými organizmy se liší. U Archaea se ALBA podílí na organizaci genomu a také na interakcích s RNA. U eukaryot existují dvě podrodiny proteinů ALBA nazvané Rpp20 a Rpp25. Některé organizmy mají jen jeden protein ALBA z každé podrodiny, ale například u rostlin byly geny ALBA zmnoženy. Tyto proteiny spolu mohou interagovat a podílet se na ontogenetickém vývoji a reakcích na stres. Dle některých studií by se u Arabidopsis thaliana mohly proteiny ALBA nacházet v jádře a podílet se na udržování stability DNA nebo sestřihu transkriptů pre-rRNA. Podle jiných studií jsou lokalizovány v cytoplazmě a mají úlohu v metabolizmu a reakci na stres. V genomu A. thalina bylo identifikováno šest různých genů ALBA, tři z každé podrodiny. V této práci byly zkoumány proteinové interakce mezi všemi těmito proteiny metodou bimolekulární fluorescenční komplementace (BiFC) a bylo zjištěno, že spolu interagují především proteiny mezi podrodinami. Dále byla pozorována lokalizace těchto proteinů v...
|
|
|
Funkční charakterizace proteinů rodiny Alba u huseníčku rolního
Kočová, Helena ; Honys, David (vedoucí práce) ; Fischer, Lukáš (oponent)
(česky) Proteiny rodiny Alba byly identifikovány u Archaea a eukaryot a jsou řazeny mezi jedny z nejstarších a nejkonzervovanějších proteinů vázajících nukleové kyseliny (DNA i RNA). Jejich vazebné preference a role se u jednotlivých vývojových skupin velmi různí. Zatímco u skupiny Crenarchaea se jedná o chromatinové proteiny, u Euryarchaea a eukaryot se předpokládá jejich role v metabolismu RNA. Proteiny ALBA jsou dobře charakterizovány u člověka, kde tvoří součást komplexu RNAsy P/MRP a u jednobuněčných parazitů, např. Plasmodium či Trypanosoma, kde se podílejí na regulaci životního cyklu. Z rostlinného světa je však poznatků prozatím málo. Cílem této práce je přispět k pochopení role proteinů ALBA u modelové rostliny huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana). Vzhledem k minimálnímu vlivu na vývoj a reprodukci rostlin při vyřazení jednotlivých genů metodou CRISPR/Cas9 a vysoké sekvenční podobnosti homologů u A. thaliana, lze předpokládat jejich funkční zastupitelnost. Z tohoto důvodu byl stejnou metodou vytvořen trojnásobný mutant, u kterého bylo pozorováno zpoždění nástupu kvetení o několik dní. Tvorba dimerů proteinů ALBA již byla potvrzena u mnohých studovaných organismů. V této práci byla pro stanovení těchto interakcí použita metoda BiFC. Analýza získaných dat ve většině případů naznačuje...
|
|
|
Studium funkce genů EXO70H7 a EXO70H8 ve vývoji Arabidopsis thaliana.
Modráčková, Jana ; Kubátová, Zdeňka (vedoucí práce) ; Soukup, Aleš (oponent)
Komplex exocyst je osmi-proteinový komplex známý též jako Sec6/8 a jeho kompozice je evolučně vysoce konzervovaná napříč organismy. Tento komplex se účastní váčkového transportu jakožto součást poutacího mechanismu na specifické místo plazmatické membrány. V genomu Arabidopsis thaliana se jeho podjednotka EXO70 vyskytuje ve 23 kopiích tohoto genu. V práci byly studované paralogy EXO70H7 a EXO70H8, u kterých podle dosud dostupných informacích vzniklo podezření na důležitost ve vývoji kořene. U rostlin mutantních v těchto genech se během práce nepodařilo identifikovat žádný výrazný fenotypový projev. Pomocí experimentů za stresových podmínek byly testovány další projevy mutací v těchto genech. Většina těchto experimentů neidentifikovala žádné odchylky. Pouze při klíčení semen za stresových podmínek bylo zjištěno, že dochází k signifikantně horšímu klíčení mutantních semen exo70H7 na médiích obsahujících sorbitol, což poukazuje na horší obranu proti osmotickému stresu. Signifikantní zhoršení v klíčení semen exo70H8 na médiu s nadbytkem NaCl naznačuje větší náchylnost k nadbytečnému příjmu iontů sodíku. Analýza buněčné lokalizace pomocí vytvořených konstruktů s GFP přinesla poznání lokalizace těchto proteinů. EXO70H7 se lokalizuje v cytoplazmě a v jádře s negativně kontrastním jadérkem a lokalizace...
|
|
|
Transport and Metabolism of Radio-Labelled Cytokinins in Plant Cells and Tissues
Nedvěd, Daniel ; Ryšlavá, Helena (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent)
Cytokininy jsou významnou skupinou fytohormonů. Od svého objevu v 50. letech 20. století se ukázaly být jedním z klíčových regulátorů rostlinné fyziologie. Jejich výzkum byl dosud zaměřen na mechanismus jejich účinku a na metabolickou regulaci jejich působení. Poté, co byly proteiny AtABCG14 a AtPUP14 identifikovány jako jejich membránové přenašeče, se začal v souvislosti s cytokininy zkoumat také jejich membránový transport. V této práci jsme v řadě experimentů využili sledování radioaktivně značených cytokininů. Ukazujeme, že trans-zeatin a isopentenyladenin, dva hlavní biologicky účinné cytokininy, jsou v tabákových buněčných liniích BY-2 přenášeny přes plasmatickou membránu. S využitím matematického modelování ukazujeme, že se na membránách buňek BY-2 nachází transportní systém vykazující afinitu vůči cytokininům. Dále ukazujeme, že mutace atabcg14 a atpup14 mají vliv na metabolismus cytokininů v rostlinách Arabidopsis thaliana. [Anglicky] Klíčová slova: cytokinin, Arabidopsis thaliana, tabákové buněčné linie BY-2, membránový přenos, purinová permeasa, přenašeč ABC (z anglického "ATP-binding cassette"), radioaktivní značení
|
host ::
RSS.