Fyziologické základy role postmaturačního ošetření při somatické embryogenezi smrku ztepilého

• Název práce v češtině: Fyziologické základy role postmaturačního ošetření při somatické embryogenezi smrku ztepilého
• Název v anglickém jazyce: Physiological basis of the role of postmaturation treatment in somatic embryogenesis of Norway spruce
• Akademický rok vypsání: 2024/2025
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D.
• Konzultanti: doc. RNDr. Helena Lipavská, Ph.D.

Seznam odborné literatury

dos Santos TB, Vieira LGE (2020) Involvement of the galactinol synthase gene in abiotic and biotic stress responses: a review on current knowledge. Plant Gene 24:100258
Eliášová K, Konrádová H, Dobrev PI, Motyka V, Lomenech A-M, Fischerová L, Lelu-Walter M-A, Vondráková Z and Teyssier C (2022) Desiccation as a Post-maturation Treatment Helps Complete Maturation of Norway Spruce Somatic Embryos: Carbohydrates, Phytohormones and Proteomic Status. Front. Plant Sci. 13:823617.
Konradova, H., Grigova, M., and Lipavska, H. (2003). Cold-induced accumulation of raffinose family oligosaccharides in somatic embryos of Norway spruce (Picea abies). In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 39, 425–427.
Yan, S., Liu, Q., Li, W., Yan, J., & Fernie, A. R. (2022). Raffinose Family Oligosaccharides: Crucial Regulators of Plant Development and Stress Responses. Critical Reviews in Plant Sciences, 41(4), 286–303.

Předběžná náplň práce

Somatická embryogeneze je proces, při kterém embrya vznikají z tělních buněk. Jedná se o slibnou metodu klonálního množení rostlin in vitro. Z hlediska praktického tato metoda slouží k množení u druhů, kde jsou jiné způsoby rozmnožování problematické. Představuje ale také jedinečný srovnávací modelový systém pro studium vývoje embryí ze zygoty. U jehličnanů se celý proces skládá ze čtyř základních fází – indukce embryogenní kultury, její proliferace (zmnožení), maturace (zrání) somatických embryí a jejich další vývoj (klíčení). Tedy kvalita průběhu další fáze je silně ovlivněna fází předchozí. U mnoha genotypů jehličnanů zralá somatická embrya obtížně klíčí. Některá post-maturační ošetření (např. desikace za vyšší vzdušné vlhkosti, chladové ošetření) úspěšnost klíčení výrazně zlepšují. Fyziologický základ tohoto zlepšení ovšem není plně objasněn.
V průběhu postmaturačního ošetření v embryích probíhá mnoho změn v buněčném metabolismu (např. Eliášová et al. 2022). Zvláštní pozornost je dlouhodobě věnována hromadění oligosacharidů rafinosové řady (RFO). Při určitém typu ošetření po dozrání (vysychání, chlad) dochází k jejich akumulaci i u SE (Konrádová et al. 2003), ale jejich funkce v konkrétních fyziologických procesech zůstávají sporné. Důležité je, že RFO představují významnou část obsahu rozpustných sacharidů ve zralých semenech jehličnanů. Hladina RFO je kontrolována jak jejich syntézou, tak degradací. Klíčovým krokem biosyntézy, podléhajícím přísné regulaci, je syntéza galaktinolu katalyzovaná galaktinolsyntázou (GolS) a závisí jak na produkci (genové expresi), tak i aktivitě GolS (např. dos Santos 2020).
Práce bude zaměřena na monitorování GolS (aktivita exprese, exprese) po různých typech posmaturačního ošetření. S ohledem na chybějící data ohledně funkcí jednotlivých GolS u smrku ztepilého bude nejprve nutné stanovit, který z 11 homologů GolS (Yan et al. 2022) je přednostně a silně exprimován v průběhu postmaturační fáze. Cílem diplomové práce je přispět k objasnění role RFO v somatické embryogenezi jehličnanů.
Práce je podpořena projektem COST (MŠMT, LUC23150).