Role redox balance v morfogenních procesech se zaměřením na somatickou embryogenezi

• Název práce v češtině: Role redox balance v morfogenních procesech se zaměřením na somatickou embryogenezi
• Název v anglickém jazyce: The role of redox balance in morphogenic processes with a focus on somatic embryogenesis
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D.
• Konzultanti: doc. RNDr. Helena Lipavská, Ph.D.

Seznam odborné literatury

Michael J. Considine and Christine H. Foyer.Redox Regulation of Plant Development.Antioxidants & Redox Signaling.Sep 2014.1305-1326.http://doi.org/10.1089/ars.2013.5665
Elhiti, M., Stasolla, C. (2015). ROS Signalling in Plant Embryogenesis. In: Gupta, K., Igamberdiev, A. (eds) Reactive Oxygen and Nitrogen Species Signaling and Communication in Plants. Signaling and Communication in Plants, vol 23. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-10079-1_10
Prudente, D.O., de Souza, L. & Paiva, R. Plant Somatic Embryogenesis: Modulatory Role of Oxidative Stress. Proc. Natl. Acad. Sci., India, Sect. B Biol. Sci. 90, 483–487 (2020). https://doi.org/10.1007/s40011-019-01136-3

Předběžná náplň práce

Bakalářská práce se zaměří především na sumarizaci a kritické zhodnocení literárních údajů o roli redox balance při somatické embryogenezi a pokusí se o zasazení do kontextu informací o odpovídající roli při morfogenních procesech rostlin, což je v současnosti horké téma fyziologie rostlin.
Somatická embryogeneze představuje cenný nástroj množení rostlin in vitro. Nicméně stále existuje velké množství otázek o regulačních mechanismech řídící jednotlivé fáze procesu. Řada prací ukazuje na nutnost určité úrovně působení stresu, kterému musí být kultura vystavena v konkrétní fázi kultivace, např. poranění primárních explantátů, osmotický stres, nevyvážené minerální složení kultivačního média či použití růstových regulátorů. Vystavení stresu vede často ke změně oxidoredukční balance a vyvolat buněčný oxidativní stres charakterizovaný akumulací různých úrovní reaktivních druhů kyslíku (ROS). ROS jsou chemicky reaktivní molekuly obsahující kyslík s nepárovými elektrony. V rostlinách jsou ROS nepřetržitě produkovány jako vedlejší produkty různých metabolických drah v různých buněčných kompartmentech / organelách. Za normálních podmínek existuje mezi buněčnými mechanismy jejich tvorby a eliminace rovnováha. Mechanismy k udržení stabilních hladin ROS jsou enzymatické (reprezentovány superoxiddismutázou, askorbátperoxidázou a katalázou) a neenzymatické (askorbát, glutathion a další nízkomolekulární zhášeče). Rostoucí zájem o funkční význam ROS a antioxidační reakce doprovázející růst, vývoj a buněčnou diferenciaci v rostlinách naznačuje souvislost mezi produkcí ROS a morfogenetickými procesy rostlin. V souvislosti s optimalizací protokolů somatické embryogeneze se naskýtá otázka, do jaké míry je změna redox stavu nutným signálem a do jaké míry je to pouze vedlejší efekt nutného stresu, kterým může být například stres osmotický. V literatuře se hromadí důkazy, že při správných koncentracích mohou ROS fungovat jako signální molekuly, stimulovat tvorbu transkripčních faktorů, obranných genů, způsobovat adaptivní reakce v rostlinách a indukovat somatickou embryogenezi.
Práce může pokračovat diplomovou prací, která bude zaměřena na studium role redoxní balance v somatické embryogenezi smrku ztepilého (Picea abies). Práce je podpořena projektem COST (MŠMT, LUC23150).