|
|
Discovery of General Controů Nondereprssible 5 protein interactors using proximity labeling
Potapenkova, Uliana
Proteiny obvykle nepůsobí jako samostatné jednotky, ale plní svou funkci v komplexech s jinými proteiny. Identifikace protein-proteinových interakcí (PPI) přináší vhled do regulace vývojových procesů rostlin a jejich reakcí na podmínky prostředí. V posledních letech bylo vyvinuto několik metod pro studium PPI, jelikož představují klíčové cíle výzkumu biologie rostlinného systému. Tato práce je zaměřena na metodu Proximity Labeling (PL) a to za účelem studia proteinových interaktorů GCN5. GCN5 je histonacetyltransferáza, která hraje klíčovou roli v obranných reakcích rostlin na různé abiotické stresy. Studie jeho interaktorů poskytují cenné informace o mechanismech acetylace histonů a způsobu, jakým se rostliny vyrovnávají s nepříznivými podmínkami. Zde jsou shrnuty výhody a nevýhody PL metody a ta je porovnána s jinými metodami studií PPI. Experimentální část téhle práce byla zaměřena na klonování GCN5 a přípravu plazmidu pro budoucí proximitní značení na bázi biotinu.
|
|
|
Tolerance Pavlownia tomentosa in vitro k suchu a osmotické zátěži
Zapalač, Radek
Tato diplomová práce se zabývá vlivem abiotických stresorů na růst rostlin a jejich aklimační odpovědi. Byl proveden kultivační experiment in vitro s rostlinami Paulownia tomentosa v délce 35 dní, v němž byly sledovány růstové parametry (snížení turgescence listů, poškození listů, výška rostlin, počet nodů na lodyze, počet listů a počet kořenů) a přežití rostlin, za působení tří různých osmotik v rozdílných koncentracích v mediu (20 g/l sacharózy – kontrola, 80 g/l sacharózy, 50 mM NaCl, 100 mM NaCl, 1,5 % PEG6000, 3 % PEG6000). V 10. a 30. dni experimentu byly odebrány vzorky rostlin pro stanovení obsahu ABA a prolinu v listech. Pro stanovení obsahu ABA byla použita radioimunoanalytická metoda, obsah prolinu byl zjišťován spektrofotometrickým měřením. V prvních deseti dnech kultivace byly také odebrány vzorky plynů z kultivačních nádob pro stanovení produkce etylénu, které bylo následně provedeno metodou plynové chromatografie. Zjištěné výsledky byly statisticky a graficky zpracovány a doplněny o fotodokumentaci.
|
|
|
Vliv nízké teploty na propustnost buněčných membrán a přežití rostlin
Kubovčíková, Anna
Rostliny jsou v přírodě přirozeně vystaveny nízkým teplotám. V průběhu zimy jsou teploty nejnižší a na určitých místech dosahují i velmi nízkých hodnot. Velkou roli na odolnost rostliny vůči nízkým teplotám má kyselina jasmonová. Geny rodiny PLIP produkují její prekurzory, proto jsme se v této práci zaměřili na vliv těchto genů a také vliv intenzity světla na odolnost rostliny Arabidopsis thaliana vůči nízkým teplotám. Sledovanými parametry u rostlin aklimovaných na nízké teploty byly parametry fotosyntézy, intaktnost buněčných membrán a přežití po působení mrazu. Výsledky experimentů prokázaly, že mutace genů PLIP vede ke snížení intaktnosti membrán při působení mrazu, a naopak ektopicky zvýšená exprese genu PLIP3 má za následek zvýšení odolnosti rostliny. Na základě úniku iontů jsme pro jednotlivé varianty stanovili hodnoty LT50, a bylo prokázáno, že rozdíl mezi nejodolnější transgenní linií plip3 ox a mutantní linií ve všech třech genech PLIP je více než 4 °C. Následně byl proveden test na přežití rostlin po působení mrazu, kde bylo prokázáno, že hodnota LT50 korelovala s přežitím rostlin. Analýza fluorescence chlorofylu ukázala, že po aklimaci na nízkou teplotu nejsou mezi jednotlivými genotypy s modifikovanou hladinou PLIP velké rozdíly ve fotosyntetických parametrech. Výraznější vliv mělo na rostliny světlo, které bylo při aklimaci použito. Rostliny aklimované při nízké intenzitě vykazovaly vyšší hodnoty nefotochemického zhášení i větší maximální kvantový výtěžek fotosystému II. Získané výsledky dokazují, že geny PLIP se významně podílejí na odolnosti rostlin vůči nízkým teplotám.
|
|
|
Study of the autophagosome biogenesis in Arabidopsis
Ničová, Veronika
Autofagie se řadí mezi buněčný mechanizmus v rámci kterého je buňka schopna zbavit se jak poškozených, tak nežádoucích součástí. Tyto součásti jsou obaleny dvojitou membránou, ze které se vytváří autofagozom. Ten je následně transportován do vakuoly, kde dochází k degradaci nebo recyklaci daného obsahu. Vzhledem k faktu, že rostliny jsou nepohyblivé organizmy, museli si vyvinout řadu obranných mechanizmů díky kterým jsou schopny přežít v nepříznivých podmínkách. Autofagie funguje po celou dobu života rostliny, nicméně pokud je potřeba dochází k zintenzivnění jejího mechanizmu například při reakci na stresové podmínky. Autofagie představuje poměrně složitý regulovaný mechanizmus a proto je výzkum v této oblasti stále aktuální. Autofagie sehrává důležitou roli v odpovědích na stresové podmínky, ať už se jedná o biotický nebo abiotický stres. V reakcích na různé typy stresů můžeme pozorovat různá zapojení autofagie, ať už jsou například předmětem špatně sbalené proteiny nebo dostupnost živin. Autofagie je mimo jiné nejenom důležitá pro toleranci vůči určitému působícímu stresu, ale taktéž je důležitá pro regulaci stresové paměti. Velmi důležitá je i funkční charakterizace úlohy fosfatidylinozitol-3-fosfátů v autofagii a biogenezi fagoforů. V rámci této práce byla monitorována mutantní rostlina mtv11. Mutantní rostliny nesou mutaci v genu MTV11, který kóduje důležitou podjednotku fosfoinozitid-3-kinázového komplexu. Rostliny byly sledovány v podmínkách abiotického stresu s cílem studovat jejich účinky na tvorbu autofagozomů. Studie této mutantní rostliny může přispět k přesnému pochopení biogeneze autofagozomů.
|
|
|
Funkční profilování komponentů komplexu transkripčních koaktivátorů SAGA v Arabidopsis
Sokolov, Rodion
Regulace genové exprese může být uskutečněna různými mechanismy, přičemž jedním z nich je enzymy zprostředkována modifikace histonů. Spt-Ada-Gcn5 acetyltransferázový (SAGA) komplex je komplex transkripčních koaktivátorů vysoce konzervovány mezi rostlinami a kvasinkami. V rostlinách může SAGA regulovat expresi genů prostřednictvím acetylace a deubikvitinace histonů. PHYTOCHROME-DEPENDENT LATE-FLOWERING (PHL)/SPT20 je podjednotkou strukturního modulu SAGA, která interaguje s fytochromem B a reguluje tak kvetení, zároveň však jeho exprese ovlivňuje odpověď rostlin na sucho a nedostatek dusíku. V praktické časti této práce byl prozkoumán vliv PHL na odolnost vůči dalším abiotickým stresům jako je oxidační a osmotický stres. Odpověď rostlin postrádajících gen kódující PHL na dané stresy se ukázala být závislá na fotoperiodě, přičemž dopad oxidačního stresu byl pro ně vyšší při pěstování za podmínek dlouhého dně a naopak, rostliny byly citlivější na osmotický stres podmínek krátkého dně. Rovněž jsme identifikovali metabolity, které byly přítomny u mutantní linie phl v odlišné koncentraci než u standardních rostlin a mohou tak stát za odlišnou odpovědí této linie na stres.
|
|
|
Reakce na abiotický stres u rostlin zelených zdí a fasád ve městech mírného pásma
Hrochová, Růžena ; Lhotáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Havelková, Lenka (oponent)
Se zvyšující se urbanizací se zvyšuje teplota měst a vzniká efekt městského tepelného ostrova. Tento efekt se dá zmírnit přítomností vegetace například vertikálními systémy zeleně: fasádami a zdmi. Cílem práce bylo definovat tyto systémy a jejich účinky na městské mikroklima, vytvořit přehled nejčastěji využívaných druhů rostlin pro systémy zeleně a shrnout jejich reakce na abiotické stresy měst mírného pásma. Kvůli nedostatku studií zaměřujících se na mírné pásmo jsem čerpala ze studií z diteránu, jejichž výsledky by se nám v budoucnu mohly hodit díky měnícím se klimatickým podmínkám. Pro výběr vhodné vegetace systémů zeleně můžeme využít šablonu prostředí, rostliny aklimované či adaptované k městskému prostředí. Hlavními mechanismy účinku rostlin na mikroklima je stínění a transpirační chlazení, které ideálně přispívají ke snižování efektu tepelného ostrova za optimální zálivky a ke snížení teploty ve svém okolí. Stresory sledované v této práci byly sucho, vysoká teplota a ozářenost, znečištění vzduchu a zasolení půdy. Na všechny tyto stresory rostliny reagovaly omezením fyziologických funkcí a snížením růstu. Nejčastější reakcí bylo snížení rychlosti fotosyntézy a obsahu chlorofylu. Reakce rostlin vertikálních systémů zeleně na různé stresory a jejich kombinace jsou málo studované a pro jejich účelné...
|
|
|
Hormonální odezvy na chladový stres
Šturma, Vít ; Vaňková, Radomíra (vedoucí práce) ; Tylová, Edita (oponent)
Nízké teploty jsou pro rostliny stále častějším zdrojem stresu. Náhlé a intenzivní výkyvy teplot jsou tak závažným důvodem nižších výnosů hospodářských plodin. Z toho důvodu je důležité porozumět tomu, jaké mechanismy rostliny používají, aby se ubránily poškození způsobenému vlivem chladu a mrazu. Důležitou součástí této obrany jsou rostlinné hormony, fytohormony, které vytváří složitou síť signálních drah. Fytohormony pak pomocí těchto signálních drah řídí reakci rostlin na chladový stres. Řada fytohormonů má vliv na schopnost rostliny odolávat chladovému stresu a ke správné reakci na chlad a mráz je důležitá interakce mezi všemi těmito fytohormony. V poslední době výzkum odhaluje, že komplexní síť signálních drah hraje větší roli než se dříve předpokládalo. Problematika fytohormonů ve spojení s chladovým stresem tak získává stále větší pozornost. Tato práce má za cíl shrnout dosavadní poznatky o roli fytohormonů v odezvě na chladový stres. Práce popisuje signální dráhy jednotlivých fytohormonů a objasňuje, jak se komponenty těchto drah zapojují do odezvy na chladový stres. Také pojednává o dynamice hladin fytohormonů a komponentů signalizace v závislosti na fázi odezvy a různých teplotách.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.