Skupina molekulární biologie rostlin

Co studujeme?

Umlčování exprese transgenů

Transgenoze je kromě aplikačního významu (přípravy geneticky modifikovaných rostlin s vylepšenými vlastnostmi) nepostradatelným nástrojem výzkumu rostlinné biologie. Ne všechny kultivary bramboru však lze snadno natransformovat běžnými postupy. Jednotlivá stádia vzniku transformované rostliny lze studovat s použitím zeleného fluorescenčního proteinu.

Studium procesu transformace a regenerace na řezech primárními explantáty po kokultivaci s agrobaktériem vnášejícím gen pro GFP

Samotné vnesení transgenu do rostlinné buňky a ověření jeho integrace do genomu ale není zárukou jeho stabilní exprese. Na úrovni jednotlivých buněk totiž mnohdy dochází k rozpoznávání transkriptů vnesených genů (jejich degradačních produktů) a vyvolání obranné reakce – RNA silencingu - vedoucího k cílené degradaci mRNA vneseného genu (popř. až k zastavení transkripce genu v důsledku změny struktury chromatinu a metylace DNA). Tento mechanismus umlčování genové exprese (tzv. silencing) je rostlinami využíván (a možná i původně vytvořen) na ochranu proti virové infekci. Proto se informace o nutnosti umlčet expresi příslušných (původně zřejmě virových) genů šíří mezi sousedními buňkami a prostřednictvím floémového toku i na úrovni celé rostliny.

Studium stability exprese a mechanismů umlčování genu pro GFP u transgenních rostlin bramboru a buněčné linie tabáku BY-2

Úloha hybridních prolinem bohatých proteinů buněčné stěny

Hybridní prolinem bohaté proteiny (HyPRPs) představují jednu ze skupin strukturních proteinů buněčné stěny. Jejich společným rysem je přítomnost dvou výrazně odlišných domén - repetitivní prolinem bohaté domény a hydrofóbní domény, jejíž funkce v buněčné stěně je zahalena tajemstvím. Prostorová struktura hydrofóbní domény zřejmě připomíná složitou strukturu nespecifických přenašečů lipidických látek (nsLTPs), které jsou rovněž přítomny v buněčné stěně rostlin, a jejichž funkce in vivo rovněž není zcela jasná.

fylogenetické analýzy HyPRPs z bramboru a dalších rostlinných druhů
komplexní studium exprese rodiny HyPRP genů u bramboru
příprava a charakterizace rostlin bramboru s modifikovanou expresí vybraných HyPRPs
studium exprese a funkce HyPRPs u buněčné linii tabáku BY-2
studium ultracelulární lokalizace HyPRP pomocí fúze s GFP

Regulace tvorby hlíz u bramboru

Tvorba hlíz (tuberizace) u lilku bramboru představuje morfogenetický proces přeměny stolonu (modifikovaného podzemního stonku) na zásobní orgán - hlízu. Stolony vyrůstající z axilárních pupenů podzemních nodů přestávají za podmínek indukujících tvorbu hlíz růst do délky a začínají tloustnout v subapikální oblasti, čímž se vytváří základ budoucí hlízy. V umělých podmínkách se mohou hlízy vytvářet i přímou přeměnou axilárních pupenů.

Charakterizace mutantní linie bramboru D69 se zvýšenou schopností tvořit hlízy

studium regulačních faktorů tuberizace
studium úlohy mangan stabilizujícího proteinu I (klíčové podjednotky fotosystému II) v regulaci fotosyntézy a hladiny sacharidů (při analýze mutantní linie bramboru se zvýšenou tendencí k tvorbě hlíz byla zjištěna absence wild-type alely jedné ze dvou isoforem mangan stabilizujícího proteinu)
studium úlohy nově identifikované listově specifické formy patatinu (fosfolipázy 2A), jejíž množství je u linie D69 výrazně zvýšeno

Modifikace sacharidového metabolismu hlíz vnesením bakteriálního genu pro 6-fosfofruktokinázu za účelem snížení chladového sládnutí skladovaných hlíz (ve spolupráci s RNDr. O. Navrátilem, UEB AVČR)

příprava a charakterizace transgenních rostlin bramboru