Secondary metabolites, allelopathy and their significance in the invasion of Heracleum mantegazzianum

• Název práce v češtině: Význam sekundárních metabolitů a jejich alelopatického efektu; v invazní strategii Heracleum mantegazzianum
• Název v anglickém jazyce: Secondary metabolites, allelopathy and their significance in the invasion of Heracleum mantegazzianum
• Klíčová slova: nepůvodní druhy, invazní úspěšnost, kapalinová chromatografie, Novel Weapons Hypothesis
• Klíčová slova anglicky: allelopathy, exotic species, invasion success, liquid chromatography, Novel Weapons Hypothesis
• Akademický rok vypsání: 2010/2011
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav pro životní prostředí (31-550)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Petr Dostál, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 04.11.2010
• Datum zadání: 04.11.2010
• Datum a čas obhajoby: 26.11.2014 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 15.10.2014
• Datum proběhlé obhajoby: 26.11.2014
• Oponenti: prof. Mgr. Ing. Jan Frouz, CSc.
• Konzultanti: prof. RNDr. Tomáš Cajthaml, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Alelopatie je vzájemné ovlivňování rostlin mezi sebou působením jejich sekundárních metabolitů uvolňovaných do prostředí. V praxi se často projevuje jako inhibice růstu konkurentů a stává se tak významnou složkou evoluční soutěže o zdroje. Stejně tak by mohla představovat mechanismus umožňující vysokou úspěšnost invazního druhu v novém prostředí za předpokladu, že nově příchozí druh produkuje odlišné sekundární metabolity než druhy domácí a tyto jsou pro domácí populaci toxické.
Záměrem projektu je ověření tohoto mechanismu na modelovém systému alelopatické interakce Heracleum mantegazzianum s domácími zástupci miříkovitých. Populační ekologie H. mantegazzianum již byla zeširoka zkoumána, však dosud ne z hlediska významu alelopatie pro invazní úspěšnost.
Cílem plánované disertační práce je nalezení chemických profilů sekundárních metabolitů H. mantegazzianum a domácích miříkovitých a jejich vzájemné porovnání. V ideálním případě by mohlo dojít k nalezení a identifikaci specifické komponenty zodpovědné za fytotoxicitu H. mantegazzianum. Dalším přínosem by mohlo být objasnění souvislosti chemických profilů sekundárních metabolitů a fylogenetických vztahů v čeledi.
Realizace záměru obnáší výběr vhodných zástupců miříkovitých, jejich pěstování v aeroponickém systému, odběr kořenových exudátů, SPE extrakce sekundárních metabolitů a následná analýza HPLC-MS. Současně by se testovala fytotoxicita získaných exudátů jako vliv na klíčivost a růst semen rostlin rodu Arabidopsis.
Experimentální práce by probíhala ve spolupráci s Botanickým ústavem AV ČR a Ústavem experimentální botaniky AV ČR. Finanční pokrytí nákladů na experimentální práci by mělo být hrazeno z grantu P504/10/0132. Výsledky výzkumu by měly být postupně prezentovány na konferencích a publikovány v odborných periodikách.
Kromě přínosu k teoretickému pochopení mechanismu alelopatického působení invazní rostliny na domácí populaci může práce vést k nalezení strategií obrany proti invazím a potažmo jejich negativním vlivům na domácí ekosystémy z hlediska jak ekologického, tak v případě hospodářských plodin, i ekonomického.