Lokalizovaná reakce apoplastických bariér kořenů na podmínky prostředí

• Název práce v češtině: Lokalizovaná reakce apoplastických bariér kořenů na podmínky prostředí
• Název v anglickém jazyce: Localized response of root apoplastic barriers to environmental conditions
• Klíčová slova: Exodermis, endodermis, mezidruhová variabilita, deficience, dusík, lokální podmínky rhizosféry
• Klíčová slova anglicky: Exodermis, endodermis, interspecific variability, deficiency, nitrogen, local conditions of the rhizosphere
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Edita Tylová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 13.11.2023
• Datum zadání: 30.11.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 30.01.2024
• Konzultanti: Mgr. Ondřej Gargoš

Seznam odborné literatury

Namyslov J., Bauriedlová Z., Janoušková J., Soukup A., Tylová E. 2020. Exodermis and endodermis respond to nutrient deficiency in nutrient-specific and localized manner. Plants 9: 201.
Tylová E., Pecková E., Blascheová Z., Soukup A. 2017. Casparian bands and suberin lamellae in exodermis of lateral roots: an important trait of root system response to abiotic stress factors. Annals of Botany 120: 71-85.
Soukup, A., Tylová, E. 2019. Essential methods of plant sample preparation for light microscopy. Plant Cell Morphogenesis. Methods in Molecular Biology 1992: 1-26.
Barberon, M., & Geldner, N. (2014). Radial transport of nutrients: The plant root as a polarized epithelium. Plant physiology, 166(2), 528–537.
Barberon, M., Vermeer, J. E. M., De Bellis, D., Wang, P., Naseer, S., Andersen, T. G., Humbel, B. M., Nawrath, C., Takano, J., & Salt, D. E. (2016). Adaptation of root function by nutrient-induced plasticity of endodermal differentiation. Cell, 164(3), 447–459.

Předběžná náplň práce

Diplomová práce navazuje na předchozí práci týmu (Namyslov et al. 2020) a analyzuje změnu v rychlosti diferenciace exodermis i endodermis v kořenech různých druhů rostlin s hlavním zaměřením na schopnost kořenů reagovat na lokální podmínky rhizosféry. Cílem práce je zaprvé dokončit analýzu mezidruhové variability v reakci bariér na nedostatek živin v prostředí analýzou několika dalších kulturních plodin i divokých druhů a ucelit tak komplex výsledků získaných v předchozí DP Renáty Klvaňové (Klvaňová 2023). Hlavním cílem práce je pak sledovat u vybraných druhů lokalizovanou reakci kořenů na dostupnost dusíku v blízké rhizosféře, protože právě deficience dusíku má dle předchozích výsledků na utváření exodermis a endodermis v kořenech největší vliv. Rostliny budou pěstovány v hydroponických kultivacích, včetně dělených (split-root) kultivací, a také in vitro na agarovém mediu. In vitro bude pěstována modelová rostlina Arabidopsis thaliana a budou využity i vybrané mutantní linie (např. se změněnou citlivostí k některým fytohormonům), které budou vystaveny i split-root uspořádání kultivace s nerovnoměrnou dostupností dusíku či jinými stresovými faktory schopnými lokálně stimulovat diferenciaci apoplastických bariér (např. těžké kovy, salinita). U jednotlivých linií bude sledováno, zda si schopnost lokalizované reakce zachovávají či nikoli. To přispěje k porozumění tomu, jak je reakce bariér řízena. Stupeň diferenciace bariér bude analyzován pomocí ručních řezů kořeny a histochemickým barvením, v případě A. thaliana budou využívány projasněné preparáty celých kořenů.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The thesis builds on the team's previous work (Namyslov et al. 2020) and analyses the change in the rate of differentiation of both exodermis and endodermis in roots of different plant species, with the main focus on the ability of roots to respond to local rhizosphere conditions. The aim of the work is firstly to complete the analysis of interspecific variability in the response of barriers to nutrient deficiency in the environment by analysing several other crops and wild species, thus completing the complex of results obtained in the previous DP by Renata Klvaňová (Klvaňová 2023). The main aim of the work is then to observe in selected species the localized response of roots to nitrogen availability in the nearby rhizosphere, because according to previous results, it is nitrogen deficiency that has the greatest influence on the formation of exodermis and endodermis in roots. Plants will be grown in hydroponic culture, including split-root culture, and also in vitro on agar medium. The model plant Arabidopsis thaliana will be grown in vitro and selected mutant lines (e.g. with altered sensitivity to some phytohormones) will also be used, which will be exposed to split-root culture arrangements with uneven nitrogen availability or other stress factors capable of locally stimulating apoplastic barrier differentiation (e.g. heavy metals, salinity). Individual lines will be monitored to determine whether or not they retain the ability to respond locally. This will contribute to the understanding of how the barrier response is controlled. The degree of barrier differentiation will be analysed by hand sections of roots and histochemistry, in the case of A. thaliana, cleared whole-mount root preparations will be used.