|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Molecular Study of Intracellular Changes as Response of Microorganisms to Environment
Čarnecká, Martina ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
In nature yeast cells live in a rapidly changing environment. In order to survive constant fluctuations in their external surroundings cells quickly and effectively adapt their internal systems to meet the challenges of each new environment. One aspect of this cellular adaptation is the reorganization of genomic expression to the program required for growth in each environment. This genomic reorganization results in altered cell’s metabolome and physiology. The molecular responses elicited by the cells dictate whether the organism adapts, survives or, if injured beyond repair, undergoes death. In this work, genomic, proteomic and metabolic profiles of some carotenogenic yeasts grown in optimal and stress conditions were compared. To increase the yield of carotenoid pigments, several types of environmental changes as well as nutrition stress were applied. Yeasts were cultivated under osmotic, oxidative and metal stress, on different carbon sources or on various waste materials (whey, potato extract). Some chemical and UV mutants were also prepared and tested. Changes on yeast metabolome level were studied by RP-HPLC/MS technique used to carotenoid analysis. Another possibility to study stress response is preparation of transformed cells with deletion of definite genes. For setup, the method was first optimized for fission yeasts Schizosaccharomyces pombe. Technique is based on knockout constructs that contain regions homologous to the target gene cloned into vectors carrying dominant drug-resistance markers. As transformation vector plasmid pCloneKanmx confering resistance to geneticine was used. The vector and constructs were digested by relevant restriction endonucleases, ligated, amplified in E.coli and transformed into the yeast Schizosaccharomyces pombe sp286. Positive transformants were selected according to resistance to geneticine and checking PCR products. By analysis of transformants proteins required for meiotic chromosome segregation were identified.
|
|
|
Experimentální kultivační systémy při výzkumu kořenového systému
Střelec, Petr ; Soukup, Aleš (vedoucí práce) ; Lhotáková, Zuzana (oponent)
Rostoucí povědomí o důležitosti kořenů rostlin přispělo k neustálému vývoji pěstitelských metod, které umožňují efektivnější výzkum kořenů. Vzhledem ke své přisedlé povaze se rostliny při absorpci vody a iontů spoléhají na kořeny (Meister et al., 2014). V důsledku toho se kořeny rostlin musí přizpůsobit řadě nepříznivých podmínek, jako je zasolení půdy, sucho a vysoké teploty. Aby vědci lépe porozuměli reakci kořenů a podpořili rozvoj zemědělství, simulují různé stresory v kontrolovaných podmínkách. Nově vyvinuté transparentní půdy a bezpůdní kultivace mají za cíl překonat omezení tradičního pěstování v půdě, které zahrnuje ne vždy přesnou kontrolu, heterogenitu podmínek a často také destruktivní odběr vzorků kořenů (Gregory et al., 2009). Při plánování pokusu je zásadní zvolit vhodnou kultivační metodu, aby byl zajištěn úspěch. Cílem této práce je poskytnout ucelený přehled o výhodách a omezeních běžně používaných pěstebních technik při výzkumu rostlinného stresu. Transparentní půda spolehlivě napodobuje mechanické vlastnosti půdy, zároveň umožňuje snadný přístup ke kořenům a použití mnoha vizualizačních technik. Na druhou stranu si stále zachovává potřebu větší kultivační plochy stejně jako půda. Další nevýhodou je zvýšená cena (H. Downie et al., 2012; Helen F. Downie et al., 2014). Naproti tomu...
|
|
|
Adaptace rostlin ke klimatickým změnám
Koláříková, Veronika ; Münzbergová, Zuzana (vedoucí práce) ; Sklenář, Petr (oponent)
Klimatické změny představují pro rostliny selektivní sílu, se kterou se musí vypořádat, jinak čelí riziku extinkce. Porozumění mechanismům, které rostliny používají, aby se tomuto riziku vyhnuly, je důležité pro efektivní ochranu biodiverzity. Klimatické změny mohou přesáhnout toleranci rostlin k abiotickým podmínkám. Rostliny na tyto změny mohou reagovat posunem výskytu, fenotypovou plasticitou, evoluční adaptací nebo kombinací těchto strategií. Fenotypová plasticita a evoluční adaptace se projevují změnou ve fyziologii, morfologii a/nebo fenologii rostlin. V této práci jsou shrnuty poznatky o těchto ekologických a evolučních strategiích, dále pak jsou zde uvedeny používané metody studia projevů rostlin, na které působí klimatické změny. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Příspěvek mykorhizy k ekosystémovým službám v agroekosystémech
Šabatková, Zuzana ; Janoušková, Martina (vedoucí práce) ; Kohout, Petr (oponent)
Arbuskulárně mykorhizní houby představují pro rostliny významné mutualisty, kteří jim přinášejí řadu benefitů. Pro účinné využití mykorhizy v zemědělských ekosystémech je třeba porozumět faktorům, které ovlivňují prospěšnost symbiózy nejen pro hostitelské rostliny, ale i pro agroekosystémy obecněji, a také způsoby, jakými houby ovlivňují fyziologické mechanismy rostlin. Funkční mykorhiza by mohla představovat významný příspěvek k rozličným ekosystémovým službám v agroekosystémech, zamezit tak ztrátám výnosu a snížit negativní vliv zemědělské činnosti na ekosystémy. V této práci je shrnuto působení arbuskulární mykorhizy na plodiny v agroekosystémech, jejich výskyt v zemědělských ekosystémech, zejména v orných půdách, a příspěvek k vybraným ekosystémovým službám agroekosystémů. Klíčová slova: arbuskulární mykorhiza, ekosystémové služby, agroekosystémy, tvorba půdy, environmentální stres, odolnost rostlin
|
|
|
Adaptace rostlin ke klimatickým změnám
Koláříková, Veronika ; Münzbergová, Zuzana (vedoucí práce) ; Sklenář, Petr (oponent)
Klimatické změny představují pro rostliny selektivní sílu, se kterou se musí vypořádat, jinak čelí riziku extinkce. Porozumění mechanismům, které rostliny používají, aby se tomuto riziku vyhnuly, je důležité pro efektivní ochranu biodiverzity. Klimatické změny mohou přesáhnout toleranci rostlin k abiotickým podmínkám. Rostliny na tyto změny mohou reagovat posunem výskytu, fenotypovou plasticitou, evoluční adaptací nebo kombinací těchto strategií. Fenotypová plasticita a evoluční adaptace se projevují změnou ve fyziologii, morfologii a/nebo fenologii rostlin. V této práci jsou shrnuty poznatky o těchto ekologických a evolučních strategiích, dále pak jsou zde uvedeny používané metody studia projevů rostlin, na které působí klimatické změny. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Molecular Study of Intracellular Changes as Response of Microorganisms to Environment
Čarnecká, Martina ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
In nature yeast cells live in a rapidly changing environment. In order to survive constant fluctuations in their external surroundings cells quickly and effectively adapt their internal systems to meet the challenges of each new environment. One aspect of this cellular adaptation is the reorganization of genomic expression to the program required for growth in each environment. This genomic reorganization results in altered cell’s metabolome and physiology. The molecular responses elicited by the cells dictate whether the organism adapts, survives or, if injured beyond repair, undergoes death. In this work, genomic, proteomic and metabolic profiles of some carotenogenic yeasts grown in optimal and stress conditions were compared. To increase the yield of carotenoid pigments, several types of environmental changes as well as nutrition stress were applied. Yeasts were cultivated under osmotic, oxidative and metal stress, on different carbon sources or on various waste materials (whey, potato extract). Some chemical and UV mutants were also prepared and tested. Changes on yeast metabolome level were studied by RP-HPLC/MS technique used to carotenoid analysis. Another possibility to study stress response is preparation of transformed cells with deletion of definite genes. For setup, the method was first optimized for fission yeasts Schizosaccharomyces pombe. Technique is based on knockout constructs that contain regions homologous to the target gene cloned into vectors carrying dominant drug-resistance markers. As transformation vector plasmid pCloneKanmx confering resistance to geneticine was used. The vector and constructs were digested by relevant restriction endonucleases, ligated, amplified in E.coli and transformed into the yeast Schizosaccharomyces pombe sp286. Positive transformants were selected according to resistance to geneticine and checking PCR products. By analysis of transformants proteins required for meiotic chromosome segregation were identified.
|
host ::
RSS.