|
|
Význam kořenových exudátů pro pěstování plodin v klimatické změně
Schnürer, Oliver ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Kořenové exudáty jsou látky vylučované kořeny rostlin, které slouží rostlinám k získávání živin z půdy nebo ke zvýšené odolnosti vůči biotickému stresu. Kořenové exudáty tak mohou skrývat velký potenciál, který lze využít v zemědělství. S rostoucí lidskou populací je stále větší tlak na zemědělství, které musí poskytnout dostatek potravin pro uživení celosvětové populace, tedy pro zajištění potravinové bezpečnosti. Doposud se zemědělská činnost pokoušela tuto poptávku uspokojit intenzifikací zemědělství, především šlechtěním vysoce produktivních plodin a intenzivním hnojením, možné benefity kořenových exudátů však při šlechtění zůstávaly přehlížené. Praktiky intenzivního zemědělství mohou dále zhoršovat dopady probíhající klimatické změny, například zvýšenou mineralizaci půdního uhlíku nebo snižováním biodiverzity. Využitím kořenových exudátů v produkci plodin bude možné dosáhnout zpřístupnění nepřístupných forem živin v půdě, i vyšší odolnosti plodiny vůči škůdcům, bez zmíněných negativních dopadů intenzivního zemědělství. V této práci jsem se pokusil popsat hlavní funkce kořenových exudátů, jejich reakci na zvýšenou koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře a další stresory klimatické změny, dále jsem se pokusil popsat využití kořenových exudátů zemědělské produkci, která se potýká s následky...
|
|
|
Fyziologické základy tradeoff mezi růstem a obranou proti abiotickému stresu: role uhlíkové bilance
Doložílek, Jakub ; Konrádová, Hana (vedoucí práce) ; Petrášek, Jan (oponent)
Tak jako všechny organismy musí rostliny koordinovat růst a vývoj se svým energetickým statusem. Kromě toho se ale, vzhledem k přisedlému způsobu života, potřebují také velmi dobře přizpůsobovat podmínkám na svém stanovišti. Obranné mechanismy mohou být ale z hlediska vynaložených zdrojů značně náročné, a jejich aktivace má tak často za následek omezení růstu. Ustavování funkční dynamické rovnováhy mezi investicí do růstu a obranných reakcí ("G-D tradeoff") je zásadní pro fitness rostliny, její konkurenceschopnost a úspěšnost reprodukce. Tato práce se zabývá mechanismy, které se zásadním způsobem podílí na tomto vyvažování. Je diskutována evolučně konzervovaná osa řídící růst a vývoj na základě energetického statusu složená z kinázy TOR, pozitivního regulátoru růstu za příznivých podmínek, a jejího antagonisty kinázy SnRK1, která při energetické deprivaci podporuje mobilizaci zdrojů za účelem realizace obranných opatření zajištujících energetickou homeostázi. V práci je pojednáno o rostlinám specifické regulační dráze, která propojuje regulaci osou TOR-SnRK1 s vnímáním podmínek prostředí. Součástí této dráhy jsou také kinázy SnRK2 řídící specifické obranné reakce a dále fosfatázy PP2C a receptory PYL/PYR/RCAR, které aktivitu SnRK kináz modulují. Pochopení regulační sítě koordinující růst a vývoj...
|
|
|
Chromatin remodeling during temperature sensing in plants
Šlesingerová, Terezie
Evolučně konzervovaný komplex transkripčního koaktivátoru Spt–Ada–Gcn5 Acetyltransferáza (SAGA) v Arabidopsis thaliana je úzce zapojen do mnoha buněčných procesů pomocí posttranslačních modifikací histonů. GENERAL CONTROL NON-REPRESSIBLE PROTEIN 5 (GCN5), podjednotka komplexu, je histon SAGA acetyltransferáza a přímo ovlivňuje genovou expresi. Mutantní rostliny Arabidopsis postrádající GCN5 jsou citlivé na tepelný stres, ale molekulární mechanismy implikující GCN5 v tepelném stresu jsou v současnosti neznámé. Abychom získali přehled o molekulárních drahách, které jsou základem tepelné citlivosti gcn5, vyhodnotili jsme globální změny proteomu vyvolané tepelným stresem na pozadí gcn5. I když většina identifikovaných proteinů reagovala podobně u gcn5 i u ekotypu Col-0 některé z nich, jako CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 11 (COP11), nebyly ovlivněny teplem v pozadí mutantní rostliny gcn5, ale u ekotypu Col-0 se drasticky snížily. Dále jsme provedli screening mu-tantů ovlivněných domnělými interaktory GCN5 pod tepelným stresem a identifikovali jsme, že nepřítomnost SAGA COMPLEX SUBUNIT 2A (SCS2A) a INHIBITOR OF GROWTH 1 (ING1) vede k citlivosti na teplo. Celkově vzato, naše výsledky připravují cestu k podrobnějšímu pochopení role GCN5 v reakcích na stres.
|
|
|
Genetická variabilita v růstových, reprodukčních a fotosyntetických charakteristikách rostlin a její změny v důsledku aplikace steroidů
Rothová, Olga ; Holá, Dana (vedoucí práce) ; Motyka, Václav (oponent) ; Hradilík, Jan (oponent)
Živočišné steroidní hormony jsou velmi dobře známy a jejich výzkum probíhá již dlouhou dobu, v rostlinách však dlouho žádné steroidní látky s biologickou funkcí nebyly identifikovány. Teprve v druhé polovině minulého století byly objeveny brassinosteroidy, u nichž byla později potvrzena hormonální funkce v rostlinách. Stále je však při výzkumu jejich funkce mnoho neznámých. Tato práce předkládá ve své první části důkazy, že brassinosteroidy regulují u kukuřice (Zea mays L.) pěstované v polních podmínkách nejen morfologii a výnos, ale i některé vývojové a reprodukční charakteristiky, jako například počet samičích květenství či rychlost vývoje samčích květenství. Konkrétní reakce rostliny však závisí na typu použitého brassinosteroidu, na jeho koncentraci, a v neposlední řadě i na konkrétním genotypu kukuřice a na fázi vývoje rostliny v době postřiku. Vliv brassinosteroidů na primární fotosyntetické procesy v rostlině za těchto podmínek pěstování nebyl prokázán, a to ani na aktivitu fotosystému (PS) 1, ani na aktivitu Hillovy reakce. Nebyly nalezeny ani statisticky průkazné rozdíly v obsahu fotosyntetických pigmentů. Dalším tématem, řešeným v této práci, byl možný ochranný vliv brassinosteroidů na rostliny vystavené chladu. U kontrolních rostlin došlo při exogenní aplikaci velmi nízkých koncentrací...
|
|
|
Úloha brassinosteroidů v odpovědi různých genotypů kukuřice na změny v zásobování vodou.
Trubanová, Nina ; Rothová, Olga (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Brassinosteroidy (BR) zmírňují poškození způsobené vodním stresem a zlepšují toleranci rostlin k vodnímu deficitu. Máčení obilek kukuřice před výsevem v roztoku 24-epibrassinolidu o různých koncentracích (zejména 10-8 M) mělo před a v průběhu období stresu pozitivní vliv na růst rostlin, přestože neovlivnilo hodnoty relativního obsahu vody a fotosyntetické parametry. Po zotavení rostlin v optimálních podmínkách nebyly mezi ošetřeními pozorovány žádné rozdíly. Obecně nebyly prokázány žádné výhody máčení obilek ve srovnání s postřikem, ačkoli pozitivní vliv máčení obilek na klíčení rostlin je možný v podmínkách vodního deficitu. Na základě výsledků z druhé série pokusů není možné usuzovat na roli exogenní aplikace BR (postřik 24-epibrassinolidem) a endogenní biosyntézy BR (postřik inhibitorem biosyntézy - brassinazolem) v rostlinách vystavených vodnímu deficitu. Avšak pokles relativního obsahu vody v protikladu s nárůstem obsahu chlorofylů v dnech následujících po nástupu stresu suchem v obou kultivarech (lišících se citlivostí vůči suchu) vybízí k dalšímu zkoumání této problematiky. Pochopení role BR v toleranci a odolnosti rostlin vůči suchu je důležité nejenom pro základní výzkum, ale mohlo by se stát důležitým předpokladem pro šlechtění plodin tolerantních vůči suchu v určitých podmínkách prostředí.
|
|
|
Algal and Cyanobacterial Adaptations to Low Temperature and Desiccation
Jimel, Matouš ; Elster, Josef (vedoucí práce) ; Košťál, Vladimír (oponent)
Řasy a sinice, díky své dlouhé evoluční historii, jsou velmi rozšíření primární producenti, kteří dokážou odolat extrémním environmentálním stresům. Nízká teplota, vymrzání a tání, vysychání a opětovné zavodňování, jsou stresy, které jsou obzvlášť běžné v polárních regionech a zimních sezónách oblastí mírného pásu. Z hlediska fyziologických dopadů jsou si tyto stresy podobné či spolu úzce souvisí. Nízké teploty a vysychání vyvíjí spoustu typů stresů, které musí být vyloučeny či zmírněny adaptacemi. Konkrétně budou shrnuty adaptace na chlad, vymrzání a vysychání, spolu se strategiemi, které umožňují vyhnutí se stresu či tvorbu odolných morfologických stádií. Práce shrnuje vlastnosti, funkce a mechanismy těchto adaptací a stresů i potenciálních biotechnologických využití. Klíčová slova: řasy, sinice, vymrzání, chlad, vysychání, abiotický stres, kryoprotektanty, osmoprotektanty, akinety, kryopoškození
|
|
|
Characterization of the role of cytokinins and abscisic acid during abiotic stress response
Přerostová, Sylva ; Vaňková, Radomíra (vedoucí práce) ; Havel, Ladislav (oponent) ; Doležal, Karel (oponent)
Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti...
|
|
|
Adaptace rostlin rodu Plantago k abiotickému stresu: mechanismy tolerance
Dvořáková, Iveta ; Konrádová, Hana (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Rostliny jsou v průběhu životního cyklu vystaveny mnohým nepříznivým faktorům. Abiotické stresy významně omezují růst i vývoj rostlin. Mezi mechanismy obrany k abiotickému stresu patří syntéza a akumulace kompatibilních solutů (především cukrů, cukerných alkoholů, aminokyselin). Hlavním cílem diplomové práce bylo charakterizovat reakce rostlin z rodu Plantago na abiotický stres sucha, zasolení, chladu a kombinovaného stresu. Zhodnocení probíhalo na několika úrovních - nejprve na úrovni růstových parametrů, a následně i na úrovni sacharidového metabolismu, částečně také akumulace prolinu. Pro diplomovou práci byl zvolen soubor rostlin z rodu Plantago, které se liší svou tolerancí k zasolení, obsahuje tedy jak druhy halofytní (odolné) tak druh glykofytní (citlivý). Celistvé rostliny byly pěstovány v podmínkách in vitro. Rostliny z rodu Plantago produkují mimo běžné rozpustné sacharidy (sacharóza, glukóza, fruktóza) i cukerný alkohol sorbitol, proto byla testována i reakce rostlin na kvalitativní a kvantitativní změnu zdroje uhlíku a energie v médiu. Růstové parametry glykofytního druhu Plantago lanceolata byly ovlivněny při zasolení dříve než u halofytního P. maritima. Sorbitol se ukázal jako důležitá složka sacharidového spektra u Plantago maritima i Plantago lanceolata, která citlivě reaguje na...
|
|
|
Morfologické, fyziologické a proteomické změny obilnin vystavených abiotickému stresu
Kantová, Anežka ; Vítámvás, Pavel (vedoucí práce) ; Hnilička, František (oponent)
Obilniny patří mezi nejstarší plodiny, které byly lidmi pěstovány a využívány jako významné složky stravy. Jsou pro lidskou populaci důležitým zdrojem obživy a mají širokou škálu využití, převážně v potravinářském průmyslu. Obilniny obecně slouží jako zdroj energie ve stravě, díky vysokému obsahu škrobu. Nejčastěji pěstovanými druhy obilnin jsou především pšenice, ječmen, žito, rýže, kukuřice, dále pak i další druhy jako jsou oves a proso. Avšak ani obilninám se nevyhýbají problémy, spojené s působením abiotických stresových faktorů. Jejich vliv na všechny rostliny se projevuje snižováním vitality, ale u kulturních plodin - jako jsou obilniny - hlavně snižováním výnosu. Právě kvůli snižování výnosu je dnes šlechtění odolných genotypů obilovin v předním zájmu šlechtitelů. Tato práce shrnuje základní principy působení abiotického stresu na rostliny a vysvětluje reakce některých druhů obilnin na uváděné abiotické stresové faktory. Klíčová slova: proteom, fysiologie, obilniny, abiotický stres, výnos
|
|
|
Autofagie v abiotickém stresu u rostlin
Kosťová, Natálie ; Hála, Michal (vedoucí práce) ; Martinec, Jan (oponent)
Autofagie je buněčný mechanismus, v rámci kterého se buňka zbavuje svých poškozených nebo nežádoucích součástí. Ty jsou obaleny dvojitou membránou a je vytvořen tzv. autofagozom, který je transportován do vakuoly, kde dochází k degradaci nebo recyklaci jeho obsahu. Autofagie běží v podstatě v průběhu celého života rostliny, avšak v případě potřeby, například v reakci na stresové podmínky, dochází k jejímu výraznému zintenzivnění. Jedná se o poměrně složitě regulovaný mechanismus, který, zejména u rostlin, stále ještě nebyl kompletně popsán. Významnou roli hraje autofagie právě při působení stresových podmínek. Zejména působení abiotického stresu má významnou roli v životě rostliny. Rostliny jsou nepohyblivé organismy, a proto si musí vyvíjet mechanismy umožňující jim přežít v nepříznivých podmínkách. V reakci na různé typy stresů můžeme pozorovat odlišné zapojení autofagie, ať už se jedná o likvidaci špatně sbalených proteinů, remobilizaci živin nebo antioxidační mechanismus. Autofagie je navíc, vedle tolerance rostlin vůči působení stresu, důležitá také pro regulaci stresové paměti.
|
host ::
RSS.