Vývoj postranních kořenů a apoplastických bariér v rámci kořenového systému kukuřice (Zea mays L.)
| Thesis title in Czech: | Vývoj postranních kořenů a apoplastických bariér v rámci kořenového systému kukuřice (Zea mays L.) |
|---|---|
| Thesis title in English: | The development of lateral roots and apoplastic barriers in maize (zea mays L.) root system |
| Academic year of topic announcement: | 2008/2009 |
| Thesis type: | dissertation |
| Thesis language: | čeština |
| Department: | Department of Experimental Plant Biology (31-130) |
| Supervisor: | RNDr. Aleš Soukup, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned by the advisor |
| Date of registration: | 05.11.2008 |
| Date of assignment: | 05.11.2008 |
| Date and time of defence: | 09.01.2015 10:00 |
| Date of electronic submission: | 22.09.2014 |
| Date of proceeded defence: | 09.01.2015 |
| Opponents: | RNDr. Milada Čiamporová, CSc. |
| Mgr. Michal Martinka, Ph.D. | |
| Advisors: | RNDr. Olga Votrubová, CSc. |
| Preliminary scope of work |
| Mutant kukuřice lrt1 byl identifikovaný dle absence tvorby laterálních kořenů časného postembryonálního vývoje (Hochholdinger & Feix, 1998). Jeho fenotyp je nezávislý na auxinu a tvorba laterálních kořenů může být do určité míry obnovena vysokou fosfátovou výživou nebo ustavením mykorhizní symbiózy (Paszkowski & Boller, 2002). Podle předběžné studie se zdá být kromě tvorby laterálních kořenů ovlivněna i impregnace buněčných stěn exodermis a některé další parametry vývoje střední části primární kůry (např. tvorba aerenchymu). Detekované změny v proteomu mutanta ukazují právě na změny syntézy extracelulárních polyfenolických látek (Hochholdinger et al., 2004), které hrají roli v modifikaci buněčných stěn.
Lrt1 by mohl být, mimo jiné, efektivním nástrojem pro funkční analýzu struktury a chemické modifikace buněčné stěny některých pletiv, která jsou klíčová pro determinaci výměny látek a komunikace mezi rostlinou a jejím prostředím. U kořene je pokožka téměř obecně přizpůsobena příjmu látek z rhizosféry ? není impregnována lipidickými složkami ? a hlavní úlohu v restrikci pasivního transportu apoplastem hraje u semenných rostlin obecně přítomná endodermis, popřípadě u mnoha rostlinných druhů další apoplastická bariéra diferencovaná v periferních pletivech kořene ? exodermis. Tyto struktury určují, díky modifikacím buněčné stěny zahrnujícím suberinizaci a lignifikaci, příjem minerálních živin a vody, vstup toxických látek, patogenů nebo vznik mykorhizní kolonizace. V literatuře lze nalézt řadu prací několika laboratoří věnovaných kvantifikaci vodního transportu (Steudle a kol.), vlivu na příjem iontů (Clarkson a kol.), biochemické analýze monomerického složení suberinu těchto vrstev (Schreiber a kol.) či strukturní analýze (Peterson a kol). Chybějícím článkem propojujícím tyto výsledky je vztah mezi chemickým složením modifikované buněčné stěny, její strukturou a funkcí. Pomoci k zaplnění tohoto prostoru by mohla i navrhovaná práce. Navrhovaná práce zahrnuje následující kroky: ? základní anatomická analýza kořene mutanta ? použití permeabilitních testů na srovnání funkce exodermis mutanta a původního genotypu ? optimalizace předpřipraveného protokolu pro ultrastrukturální sledování pronikání roztoku z okolí kořene apoplastickým prostorem buněčné stěny ? ultrastrukturální analýza prostorového uspořádání složek buněčné stěny exo a endodermis ? enzymatická izolace exodermálních a endodermálních buněčných stěn a jejich biochemická analýza ve spolupráci s prof. Lukasem Schreiberem (Univerzita v Bonnu, SRN) ? ověření rozdílu ve vstupu toxických kovů do pletiv kořene původního genotypu a mutanta ? vyhodnocení efektu kultivačních podmínek (např. stagnantní, průtočná, perlit) na diferenciaci apoplastických bariér, růst laterálních kořenů a tvorbu aerenchymu |