Plant growth and development - MB130P20

• Title: Růst a vývoj rostlin
• Guaranteed by: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2013
• Semester: winter
• E-Credits: 5
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:2/2, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: cancelled
• Language: Czech
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: prof. RNDr. David Honys, Ph.D.
• Incompatibility : MB130P20E
• Interchangeability : MB130P20E
• Is incompatible with: MB130P78

Annotation

English

Last update: VOTRUB (02.03.2006)

Lectures deal with plant ontogenesis, regulation of gene expression and cell cycle. Zygote formation and embryogenesis are concerned. Meristem functioning, plant cell wall and mem-brane formation during cell elongation are dealt with. Regulation of plant vegetative development, transition to flowering and generative development, gametophyte formation, pollina-tion and fertilisation are included as well as seed and fruit formation, senescence, dormancy, regeneration and phytohormones.
The basic knowledge of plant anatomy and plant physiology is necessary for successful going through the course.

Czech

Last update: VOTRUB (02.03.2006)

Přednáška se zabývá ontogenezí rostliny. Zahrnuje regulaci exprese genů a regulaci buněčného cyklu. Pojednává o vzniku zygoty a o embryogenezi, o činnosti meristémů, o tvorbě buněčné stěny a membrán během dlouživého růstu buňky, o regulaci vegetativní fáze ontogeneze, o přechodu rostliny do fáze generativní a o vývoji gametofytů, o opylení a oplození. Zabývá se vznikem semen a plodů, fází senescence a dormance i regenerací a úlohou fytohormonů .
Doporučuje se předem absolvovat buď přednášku z Anatomie rostlin nebo z Anatomie a morfologie rostlin a některou z přednášek Fyziologie rostlin

Literature

Last update: LIPAVSKA (16.04.2007)

Leyser O., Day S.: Mechanisms in Plant Development. - Blackwell Sci. Ltd and Blackwell Publ., Oxford, 2003. 241 stran. ISBN 0-86542-742-9

Steeves T.A. and Sussex I.M.: Patterns in Plant Development. - Cambridge Univ. Press, 1989, 388 stran. ISBN 0 521 28895 9

The Plant Cell, vol 5 (1993), Nr. 10 - Special Issue, 349 stran. ISSN 1040-4651

Mauseth J.D.: Plant Anatomy. - The Benjamin/Cummings Bubl. Comp., Inc. Menlo Park, California 1988. ISBN 0-8053-4570-1560.

Alberts B. et al. : Základy buněčné biologie.- Espero Publ., Ústí nad Labem, 1998, ISBN 80-902906-0-4

Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L.: Biochemistry and Molecular Biology of Plants. - Am. Soc. Plant Physiol. Rockville, Maryland, 2001 1367 stran. ISBN 0-943088-39-9

Salisbury F.B. and Ross C.W.: Plant Physiology. Waldsworth Inc. Belmont California 1992, 682 stran ISBN0-534-98390-1

Mohr H. and Schopfer P.: Plant Physiology. Springer-Verlag Berlin 1995, 682 stran. ISBN 0-534-98390-1

Taiz L., Zeiger E.: Plant Physiology. - Sinauer Associates, Inc. Publ., Sunderland, Massachusetts 2002., 690 stran . ISBN 0-87893-823-0

Materiály na www:
http://kfrserver.natur.cuni.cz/cz/edu/fyzrost/index.htm

Syllabus

English

Last update: VOTRUB (26.04.2005)

Growth and development - definition and relationship. Metagenesis. Ontogenesis, phases and their relations. A span of plant life.

Growth, development, differentiation. Differentiation and gene expression. Signal transduction. Regulation of gene expression. Control on the level of transcription - a role of chromatine, transcription factors, termination of transcription. Translation, protein modification. Control of plant cell cycle, role of cyclin dependent kinases, cyclins, phosphorylation of p38, Rb-like proteins. Control of DNA replication. Cytoskeleton and nucleus and cell division.

Cell elongation. Synthesis of structural polysacharides of the cell wall - cellulose, terminal complex, role of cytoskeleton. Hemicellulose and pectin synthesis. Fatty acid and membrane lipid synthesis. Plasmodesmata. Differentiation and functional specialisation of cells, development of vascular tissue.

Period of juvenility. Embryogenesis in angiosperms. Zygote origin, sperm dimorphism, fertilisation. Suspensor, endosperm. Embryo development - proembryo, globular embryo, epiphysis and hypophysis differentiation, cotyledon development, procambium differentiation, embryo maturation, LEA proteins. Embryogenesis in gymnosperms and seedless vascular plants. Polyembryony - zygotic, gametophytic and sporophytic one. Somatic embryogenesis - induction, embryo development, practical importance, androgenesis. Apomixis - embryo formation without fertilisation, importance.

Seed germination, plant adaptation to ambient conditions (phototropism), photosysnhetic apparatus development. Vegetative development, EMF gene. Vegetative propagation, EMF gene. Vegetative propagation.

Meristems. Root meristem. Lateral root formation. Shoot apical meristem. Leaf initiation and development. Specific gene expression - STM, KNOX, CLV, AS1. Differentiation of stomata.

Transition to generative development. Intermediate meristem, floral meristem. Autonomous control of flowering. Photoperiodism, photoperiod, critical photoperiod, induction of flowering. Categories of photoperiod sensitive plants. Photosensors. Temperature and control of flowering - vernalisation (genes VRN, FLC, FRI). Genes TFL, LFY, ABC model, homeotic and other genes in control of flowering (UFO, FON,CO).

Anther development, microsporogenesis, a role of tapetum, male gametophyte development, male sterility. Pistil development, placenta and ovule, megasporogenesis, megagametophyte development. Pollination, pollen tube growth, pollen tube and pistil tissue interaction. Fertilisation. Seed and fruit development.

Dormancy. Senescence.

Regeneration, totipotency. Phytohormones - auxins, cytokinines, gibberellins, abscisic acid, ethylene and other substances with phytohormonal character.

Czech

Last update: VOTRUB (22.04.2005)

Základní definice. Rodozměna. Ontogeneze, jednotlivé fáze a jejich vztah. Trvání ontogeneze.

Růst, vývoj, diferenciace. Diferenciace a exprese genů. Přenos signálu. Regulace exprese genů. Regulace transkripce - úloha chromatinu, transkripční faktory, ukončení transkripce. Translace, další úpravy proteinů. Regulace buněčného cyklu u rostlin - cyklindependentní kinázy, cykliny, specifická fosforylace, proteiny typu Rb. Replikace DNA a její regulace. Cytoskelet a dělení jádra a buňky.

Prodlužování buňky. Syntéza strukturních polysacharidů buněčné stěny - celulóza, terminální komplex, cytoskelet. Syntéza hemicelulóz a pektinů - diktyozomy. Syntéza mastných kyselin a lipidů pro stavbu membrán. Plasmodezmy. Diferenciace a funkční specializace buněk, vznik vodivých pletiv.

Juvenilní období. Embryogeneze u krytosemenných rostlin. Vznik zygoty, heterospermie, oplození. Suspenzor, endosperm. Vývoj embrya - proembryo, globulární embryo, diferenciace epifýzy a hypofýzy, vývoj děloh, diferenciace prokambia, zrání embrya, LEA proteiny. Exprese genů během embryogeneze. Embryogeneze u nahosemenných rostlin a vyšších rostlin výtrusných. Polyembryonie zygotická, gametofytická, sporofytická. Somatická embryogeneze - indukce, průběh, praktický význam, androgeneze. Vznik embryí bez oplození - apomixie, průběh, význam.

Klíčení semen, adaptace rostlin na podmínky na stanovišti - fototropizmus, vývoj fotosyntetického aparátu. Vegetativní fáze ontogeneze, gen EMF. Vegetativní rozmnožování.

Meristémy. Kořenový meristém. Vznik postranních kořenů. Apikální meristém stonku. Zakládání a vývoj listu. Exprese specifických genů - STM, KNOX, AS. Diferenciace průduchů.

Přechod do generativní fáze a období dospělosti. Meristém přechodný, meristém florální. Autonomní regulace kvetení. Fotoperiodizmus a fotoperiodická indukce kvetení. Fotoperioda, kritická fotoperioda, kategorie fotoperiodicky citlivých rostlin. Fotosenzory. Teplota a regulace kvetení - jarovizace (geny VRN, FLC, FRI). Geny TFL, LFY, ABC model, homeotické a další geny regulace kvetení (UFO, FON, CO).

Vývoj tyčinek, mikrosporogeneze, význam tapeta, vývoj samčího gametofytu, příčiny samčí sterility. Vývoj pestíku, placenty a vajíček, megasporogeneze - diferenciace buněk samičího gametofytu. Opylení, růst pylové láčky, interakce pylové láčky a pletiv pestíku, oplození. Vývoj semen a plodů. Dormance, senescence.

Regenerace a totipotence.

Fytohormony - auxiny, cytokininy, gibereliny, kyselina abscisová, etylén a další látky fytohormonální povahy.