E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Laboratoř genetiky rostlin

Kukuřice pěstovaná ve sklenících Brožkovy genetické zahrady

Vedoucí:

RNDr. Dana Holá, Ph.D.

Kontakt:

E-mail: danahola@natur.cuni.cz
Telefon: 221951200

Kde nás najdete:

Brožkova genetická zahrada, Studničkova N12, Praha 2 - Nové Město

Členové Laboratoře

        Publikace

Obhájené VŠ kvalifikační práce

        Vědecko-výzkumná spolupráce

Nabízená témata VŠ kvalifikačních prací

        Metodické a technické zázemí

Výzkumná problematika:

Heteroze u kukuřice

Laboratoř genetiky rostlin se dlouhodobě zabývá studiem vnitrodruhové variability v různých biochemických, fyziologických, morfologických, růstových, reprodukčních a výnosových charakteristikách u hospodářsky významných druhů rostlin. Zvláštní pozornost je věnována projevu a možným příčinám tzv. heterózního efektu (hybridní zdatnosti) u různých generací kříženců. V současnosti se výzkum Laboratoře zaměřuje především na studium rozdílné odolnosti různých genotypů rostlin vůči nepříznivým podmínkám prostředí, a to na nejrůznějších úrovních (od celého organizmu po buněčnou a subbuněčnou úroveň).

Měření fluorescence chlorofylu in situ

Rostliny jsou v průběhu svého života často vystaveny nepříznivým podmínkám vnějšího prostředí – stresorům. Vlivem těchto stresorů dochází v rostlinném těle ke spuštění složitého řetězce změn; některé z těchto změn jsou unikátní pro určitý typ stresového faktoru, jiné jsou shodné pro více stresorů. Společným jmenovatelem mnoha stresových reakcí bývá jednak snížení účinnosti fotosyntézy, jednak zvýšená produkce aktivních forem kyslíku, případně zvýšení syntézy různých ochranných proteinů a různých metabolitů. Parametry spojené s těmito procesy mohou být s výhodou využity jako biomarkery při výběru a šlechtění genotypů odolných vůči různým stresorům. V Laboratoři genetiky rostlin se tyto parametry studují především v souvislosti s reakcí rostlin na sucho, nízkou teplotu či hypoxii spojenou se zaplavením (Kholová et al., 2010a, Kholová et al., 2010b, Benešová et al., 2012). Pracuje se přitom s hospodářsky významnými druhy rostlin a často se srovnávají nejen citlivé a odolné genotypy jako takové, ale analyzují se genotypové soubory tvořené různými generacemi kříženců, tak, aby bylo možné zjistit, zda se dobrá odolnost vůči určitému stresoru dědí z generace na generaci a jaké genetické mechanizmy se přitom uplatňují (Holá et al., 1999, Kočová et al., 2009, Holá et al., 2017).

Reakce rostlin na nepříznivé podmínky prostředí však rozhodně není jednoduchým procesem. Konečný výsledek působení jakéhokoli stresového faktoru závisí jak na jeho intenzitě, tak na délce jeho působení a na vývojovém stádiu rostliny, interakce mezi stresory mohou značně ovlivnit charakter stresové reakce ve srovnání s působením každého stresoru odděleně a mohou zesilovat nebo naopak zeslabovat poškození rostlinného organizmu. Rostliny si také mohou díky různým molekulárně-biologickým a biochemickým mechanizmům "pamatovat" předchozí působení stresoru a při jeho opakování již být lépe připraveny. Dalším tématem, kterému se Laboratoř věnuje, je studium toho, jakým způsobem, jak rychle a jak účinně jsou genotypy vybrané pro svoji dobrou odolnost vůči určitému stresoru schopny reagovat po ukončení jeho působení a při cyklickém opakování stresové periody (Holá et al., 2007).

Umělé opylování kukuřičných květů

Třetím výzkumným tématem Laboratoře genetiky rostlin je úloha různých steroidních látek, především brassinosteroidů (BR) a ekdysteroidů (ES), v rostlinném organizmu. BR patří mezi fytohormony a hrají důležitou roli v řadě procesů, které se v rostlinách odehrávají; přesné změny, k nimž v buňkách/tkáních rostlin vlivem BR dochází, však nejsou dosud objasněny. Členové Laboratoře se zabývají studiem vlivu BR na různé složky fotosyntetického aparátu (Kočová et al., 2010, Holá, 2011), analyzují rozdíly v odpovědi různých genotypů rostlin na exogenní aplikaci těchto látek (Holá et al., 2010), a zabývají se i vztahem mezi BR a stresovou reakcí rostlin - BR totiž mj. chrání rostliny proti řadě biotických i abiotických stresorů (Honnerová et al., 2010). Právě tato ochranná funkce BR, spolu s faktem, že se jedná o látky neškodné jak pro životní prostředí, tak pro přímého spotřebitele, a působící v extrémně nízkých koncentracích, činí z BR ideální kandidáty pro zařazení do moderních pěstitelských technologií a postupů zaměřených na posílení odolnosti rostlin vůči nepříznivým podmínkám prostředí. V případě rostlinných analogů hmyzích hormonů ES, dosud není jasné, jakou funkci v rostlinách zastávají; předpokládá se především úloha v ochraně před hmyzem aj. biotickými stresory podobného typu. Laboratoř genetiky rostlin jako první ukázala, že tyto látky mohou mít in vivo vliv i na fotosyntetický aparát, zdá se však, že v tomto ohledu budou existovat rozdíly mezi různými rostlinnými druhy a že ES mohou funkčně interagovat s BR (Rothová et al., 2014, Kamlar et al 2015).

Kromě hospodářsky významných rostlin studují členové Laboratoře také listnaté a jehličnaté lesní stromy, reakci jejich fotosyntetického aparátu na zvýšenou koncentraci kysličníku uhličitého ve vzduchu a vnitrodruhovou variabilitu v rámci vybraných populací jehličnanů v ČR. Spolupracují přitom s Laboratoří ekofyziologické anatomie katedry experimentální biologie rostlin PřF UK v Praze a dalšími institucemi. V rámci tohoto studia byla v Laboratoři genetiky rostlin vypracována metodika izolace fotochemicky aktivních chloroplastů z jehlic, která je použitelná pro různé druhy jehličnatých stromů a s jejíž pomocí je možné měřit aktivity různých částí fotosyntetického elektron-transportního řetězce (Holá et al., 2012). V současnosti se úspěšně rozvíjí spolupráce s členy Katedry genetiky a fyziologie lesních dřevin Fakulty lesnické a dřevařské ČZU v Praze na téma využití nedestruktivních fotosyntetických parametrů jako vhodných markerů při šlechtění lesních dřevin (Čepl et al., 2016).

Členové Laboratoře se již mnoho let aktivně zapojují do činnosti Genetické společnosti Gregora Mendela (dr. Kočová je tajemníkem společnosti, dr. Holá členkou výboru a redaktorkou Informačních listů) V r. 2014 byly spolu s některými členy Laboratoře biochemie RNA hlavními organizátory konference této společnosti, která byla pořádána u příležitosti 55. výročí založení Katedry genetiky a mikrobiologie PřF UK v Praze (fotografie z konference naleznete zde).

Akce dokumentů