Genetic basis of Ni hyperaccumulation in Balkan Noccaea and its role in serpentine adaptation
| Thesis title in Czech: | Genetická podstata hyperakumulace Ni v Balkánských penízcích rodu Noccaea a její role v hadcové adaptaci |
|---|---|
| Thesis title in English: | Genetic basis of Ni hyperaccumulation in Balkan Noccaea and its role in serpentine adaptation |
| Academic year of topic announcement: | 2024/2025 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Department of Botany (31-120) |
| Supervisor: | RNDr. Filip Kolář, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 28.11.2024 |
| Date of assignment: | 29.11.2024 |
| Confirmed by Study dept. on: | 30.11.2024 |
| Study form: | full-time |
| Advisors: | RNDr. Edita Tylová, Ph.D. |
| Mgr. Tereza Koberová | |
| Preliminary scope of work |
| Hyperakumulace je zajímavou schopností některých rostlin, jak z pohledu výzkumného, tak z pohledu praktického využití pro remediace či biomining. Rod Noccaea je široce rozšířenou skupinou, jejíž druhy jsou schopny hyperakumulovat i více kovů zároveň. Kromě antropogenně kontaminovaných půd se Noccaea vyskytuje i na hadcích – přirozeně toxických půdách se zvýšeným obsahem těžkých kovů, zejména niklu. Otevřenou otázkou však je, zda souvisí schopnost hyperakumulace s výskytem na hadcových půdách a zda hyperakumulujícím rostlinám tato vlastnost nějakým způsobem usnadňuje hadcovou adaptaci. Populace evropské Noccaea caerulescens jsou schopny akumulovat nikl, kadmium i zinek. Tato rostlina se tak stala modelovým druhem pro výzkum hyperakumulace. Její příbuzný druh, Noccaea praecox, je také hyperakumulátorem a jeho populace se vyskytují na netoxických půdách i na hadcových půdách. Tato práce se bude zabývat zkoumáním genetické podstaty hyperakumulace niklu u Noccaea praecox a souvislostí této schopnosti s výskytem na hadcových půdách. Cílem práce bude 1. prozkoumat odpověď hyperakumulátoru Noccaea praecox na různé dávky niklu v podmínkách in vitro pomocí analýzy fenotypu a transkriptomu, 2. testovat adaptivní odpověď na hadcový substrát a příjem Ni in vivo pomocí analýzy fitness prediktorů, příjmu Ni do pletiv a transkriptomu Noccaea praecox pěstované na hadcové a nehadcové půdě ve skleníku. 3. odhalit kandidátní geny společné pro hadcovou adaptaci a schopnost hyperakumulace niklu. K zodpovězení těchto otázek bude použit reciproční transplantační experiment, v němž bude zkoumána odpověď rostlin z různých prostředí přesazených do svého původního a cizího substrátu. Konkrétně budou zkoumány rostliny pocházející z hadcových a nehadcových populací N. praecox pěstované v hadcové a nehadcové půdě a, jako doplněk, také rostliny z týchž populací pěstované in vitro v médiích s manipulovaným obsahem Ni. Na sebraných rostlinách budou fenotypovány parametry fitness (např. růstová rychlost, biomasa) a příjmu elementárních prvků a těžkých kovů do pletiv. Dále bude studována odpověď kandidátních genů na hadcový-Ni stres pomocí diferenciální genové exprese v transkriptomu. |