Vývojová biologie rostlin - MB130P51

• Anglický název: Plant developmental biology
• Zajišťuje: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2012 do 2012
• Semestr: letní
• E-Kredity: 5
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:
• Rozsah, examinace: letní s.:3/1, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Další informace: http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/vyvojrost/index.htm
• Garant: prof. RNDr. Viktor Žárský, CSc.

Anotace

čeština

Poslední úprava: Mgr. Matyáš Fendrych, Ph.D. (12.02.2021)

Kurs je zaměřen na molekulární a buněčné pochody rostlinné ontogeneze a jejich studium metodami vývojové genetiky a molekulární biologie. Důležitým tématem je zde zejména vývojová regulace genové exprese. Výklad je orientován především na základní modelový organismus - Arabidopsis thaliana - pro který je již k dispozici sekvence genomu a který je intenzivně studován metodami genomiky, avšak jiné modely a experimentální přístupy budou rovněž zařazeny v zájmu pochopení logiky rostlinné ontogeneze a interakce rostliny s biotickými i abiotickými faktory prostředí.

angličtina

Poslední úprava: VOTRUB (10.02.2003)

A dominant perspective of this course is molecular and cellular process operating during plant development as analysed by developmental genetics and molecular biology.Important topic is the regulation of gene expression during plant development. The model here is mainly Arabidopsis thaliana with the genome sequenced and functional genomics projects intensively running. In order to draw general conclusions about the logic of plant development other model plants and experimental approaches will be integrated.

Literatura

Poslední úprava: Mgr. Matyáš Fendrych, Ph.D. (09.02.2021)

Literatura:

"Molecular plant development - From Gene to Plant " Westhoff P et al, Oxford Univ. Press, 1998;

Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL: "Biochemistry and molecular biology of plants", ASPP, Rockville 2001, ISBN 0-943088-39-9

Sylabus

čeština

Poslední úprava: Mgr. Matyáš Fendrych, Ph.D. (12.02.2021)

1. Základní pojmy a metody vývojové biologie. Poziční informace a morfogenní gradienty. Koncept buněčných vrstev - tunika a korpus. Vývojová genetika rostlin a její hlavní modely - metody indukce, izolace a charakterizace vývojových mutantů na příkladu Arabidopsis thaliana. Klasická a molekulární genetická analýza mutantů s využitím molekulárních markerů. RNAi technologie jako cesta od genu k funkci.

2. Regulace genové exprese tří genomů rostlinné buňky - prokaryotní a eukaryotní principy v jedné buňce. Organizace DNA, chromatinu, iniciace transkripce a posttranslační úrovně regulace genové exprese. Koordinace exprese tří genomů. Rostlinná genomika.

3. Vývoj rostlinného embrya - vznik polarity, zakládání a organizace apikálního a bazálního meristému. Diferenciace a vývoj pletiv kořenů.

4. Vegetativní fáze vývoje - regulace funkce apikálního meristému vedoucí k pravidelnému modulárnímu zakládání listů, internodií a úžlabních pupenů. Řízení vývoje listů - dorsoventralita. Zakládání postranních kořenů. Regulační vztahy mezi nadzemní a podzemní částí rostlin

5. Formální popis modulární struktury a algoritmické ontogeneze rostlinného těla a jeho matematické modelování (škola A. Lindenmeyera a P. Prusinkiewicze).

6. Regulace zakládání a růstu listových trichomů a kořenového vlášení - regulace polarity, souhra funkcí buněčné stěny, cytoskeletu a sekrece.

7. Fotomorfogeneze - světlo jako morfogenní a vývojový signál. Receptory světla a signální dráhy. COP komplex a integrace signalizace.

8. Působení fytohormonů na vývoj rostlin - receptory a signální dráhy.

9. Indukce kvetení, fotoperiodismus, jarovizace. Regulace funkce květního meristému, zakládání a tvorba květních orgánů.

10. Regulace pohlavního rozmnožování - tvorba samčího a samičího gametofytu, opylení a oplození. Pylová inkompatibilita a cytoplasmatická samčí sterilita.

11. Rostlina a stress - interakce rostlin s abiotickými a biotickými nepříznivými faktory prostředí. Programovaná buněčná smrt. Interakce rostlin s mikroorganismy - nodulace a tvorba tumorů. T-DNA jako nástroj vývojové biologie rostlin.

12. Integrace vývojových procesů - vektory mechanických tlaků, gradienty biochemických morfogenů, dálková symplastická signalizace - plasmodesmy.

angličtina

Poslední úprava: Mgr. Matyáš Fendrych, Ph.D. (02.02.2022)

1.Basic categories and methods of developmental biology. Positional information, morphogen gradients. The concept of cell layers - tunica and corpus. Major model systems in plant developmental biology; induction, isolation and characterisation of developmental mutants in Arabidopsis thaliana. Classic and molecular analysis of mutants - use of molecular markers. RNAi technology as a tool for connecting genes and functions.

2. Regulation of gene expression in the three genomes of a plant cell - combining prokaryotic and eukaryotic principles in one cellular system. Organisation of plant DNA, chromatin, transcriptional and posttranscriptional regulation of gene expression. Coordination of expression of all three genomes. Plant genomics.

3. Development of the plant embryo - polarity, origins and organisaton of the apical and basal meristem. Differentiation and development of root tissues.

4. The vegetative developmental phase - regulation of the apical meristem function and regular modular initiation of leaves, interodia and axillar buds. Ontogeny of leaves - dorsovetrality and differentiation of stomata. Initiation of lateral roots. Regulatory relationships between underground and aboveground organs.

5. Formal description of the modular structure and algorithmic development of the plant body and its mathematical modelling.

6. Regulation of the initiation and growth of trichomes and root hairs - control of cell polarity and the interplay of cell wall, cytoskeletal and secretory functions.

7. Photomorphogenesis - light as a morphogenetic and developmental regulator. Light receptors and signalling pathways The COP complex and integration of signals.

8. Developmental role of phytohormones - receptors and signalling pathways.

9. Flower induction, photoperiodism, vernalization. Regulation of flower meristem function, origin and development of flower organs.

10. Regulation of plant sexual reproduction - formation of the male and female gametophyte, pollination and fertilisation. Pollen incompatibility and cytoplasmic male sterility.

11. Plants and stress - reaction of plants to adverse biotic and abiotic conditions. Programmed cell death. Interaction of plants and microorganisms - nodulation and formation of tumors. T-DNA as a tool of plant developmental biology.

12. Integration of developmental processes - mechanical pressure vectors, morphogen gradients, long-range symplastic signalling via plasmodesmata.