Na rostliny během životního cyklu působí řada nepříznivých faktorů. Cílem projektu je přispět k objasnění mechanismů, které přispívají k toleranci rostlin k abiotickému stresu, a to na souboru rostlin rodu Plantago lišících se tolerancí k osmotickému stresu. Studovány budou stresy sucha a zasolení jakožto hlavní příčiny vzniku osmotického stresu, a oxidativní stres, který je sekundárním stresem doprovázejícím abiotické stresy. Mezi mechanismy obrany k abiotickému stresu patří syntéza kompatibilních solutů (např. cukrů, cukerných alkoholů) a aktivace enzymatických mechanismů deaktivace látek způsobujících oxidativní stres. U rostlin vystavených stresu i po odeznění stresu budou sledovány změny hladin rozpustných sacharidů (celkový obsah i spektrum) a škrobu, stanovena aktivita sorbitoldehydrogenasy (SDH), klíčového enzymu metabolismu sorbitolu, sledovány aktivity antioxidačních enzymů (peroxidasa, katalasa, superoxiddismutasa). Odolnost rostlin bude sledována také u rostlin po ovlivnění endogenních hladin sacharidů jejich exogenní aplikací a po simulaci oxidativního stresu pomocí vystavení H2O2, a to pomocí hodnocení základních růstových parametrů (obsah sušiny, čerstvé hmotnosti, alokace zdrojů do kořenů a listů) a anatomicko-morfologických charakteristik (podíl jednotlivých pletiv listu, stavba kořene – průběh diferenciace apoplastických barier). Pochopení mechanismů tolerance abiotického stresu u halofytních rostlin na morfologicko-anatomické i fyziologické úrovni je klíčovým předpokladem pro formulování možných přístupů, které si kladou za cíl zvýšení odolnosti významných kulturních plodin.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Plants face many adverse factors during their life cycle. This project aims to contribute to understanding the mechanisms of abiotic stresses tolerance in plants of Plantago genus differing in osmotic stress tolerance. Attention will be paid to drought and salinity as main causes of osmotic stress leading to oxidative stress accompanying abiotic stresses in general. Abiotic stress response mechanisms involve compatible solute synthesis (e.g. sugars of sugar alcohols) and enzymatic deactivation of reactive oxygen species. Soluble carbohydrates (total amount and spectrum) and starch levels, sorbitol dehydrogenase activity (SDH, sorbitol metabolism key enzyme) and antioxidation enzymes activity (peroxidase, catalase, superoxiddismutase) will be determined during stress exposure and recovery phase. Plant tolerance will be evaluated also in plants after affecting endogenous carbohydrate levels by exogenous carbohydrate application and after simulation of oxidative stress with H2O2. Following parameters will be monitored: basic growth parameters (dry matter, fresh matter, allocation of resources to roots and leaves) and anatomical-morphological characteristics (e.g. tissue type ratio in leaves, pattern of root apoplastic barrier differentiation). Understanding the mechanism of tolerance in halophytes at morphological, and physiological, biochemical, and molecular levels is crucial to improve the tolerance of the crop plants and their adoption under abiotic stress conditions.
- zadáno vedoucím/školitelem