Phytohormones - MB130P15E

• Title: Phytohormones
• Czech title: Fytohormony
• Guaranteed by: Department of Experimental Plant Biology (31-130)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2022
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: 5
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: English
• Additional information: http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/fytohorm/fytohormony.pdf
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D.
• Teacher(s): Ing. Klára Hoyerová, Ph.D.; doc. RNDr. Radomíra Vaňková, CSc.
• Incompatibility : MB130P15
• Is incompatible with: MB130P15

Annotation

English

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (20.04.2018)

Systems of plant growth regulation, signalling cascades. Phytohormones - general characteristics, mechanisms of action. Auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid, ethylene, brassinosteroids, strigolactones, salicylic acid, jasmonic acid, peptide hormones - metabolism, mechanism of action, physiological effects and cross-talk. Metods of phytohormone research.
We suggest completing a course on Plant physiology before attending this course.

Czech

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (13.03.2019)

Systémy regulací rostlinného růstu, signalizační soustavy. Fytohormony - obecná charakteristika, mechanismy účinku. Auxiny, cytokininy, gibereliny, kyselina abscisová, etylén, brasinosteroidy, strigolaktony, kyselina salicylová, kyselina jasmonová, peptidové hormony - metabolismus, mechanismus účinku, fyziologické účinky a cross-talk. Metody výzkumu fytohormonů.

Doporučuje se předem absolvovat některou z přednášek Fyziologie rostlin.

Literature

English

Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (29.10.2019)

Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL: Biochemistry & Molecular Biology of  Plants, Wiley Blackwell & ASPP, 2015, ISBN: 978-0-470-71421-8.

Davies PJ (ed): Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action! Springer/Kluwer, revised 3rd edition. ISBN: 978-1-4020-2685-0 (PB), 2010.

Matsubayashi Y: Posttranslationally modified small-peptide signals in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 65:385-413, 2014.

Zažímalová E, Petrášek J, Benková E (eds): Auxin and Its Role in Plant Development, pp. 444, DOI 10.1007/978-3-7091-1526-8_1, © Springer-Verlag Wien 2014.

Taiz L, Zeiger E, eds.: Plant Physiology, 6th eddition, pp. 761. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, MA, 2015.

Czech

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (13.03.2019)

Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL: Biochemistry & Molecular Biology of  Plants, Wiley Blackwell & ASPP, 2015, ISBN: 978-0-470-71421-8.

Davies PJ (ed): Plant Hormones: Biosynthesis, Signal Transduction, Action! Springer/Kluwer, revised 3rd edition. ISBN: 978-1-4020-2685-0 (PB), 2010.

Matsubayashi Y: Posttranslationally modified small-peptide signals in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 65:385-413, 2014.

Zažímalová E, Petrášek J, Benková E (eds): Auxin and Its Role in Plant Development, pp. 444, DOI 10.1007/978-3-7091-1526-8_1, © Springer-Verlag Wien 2014.

Taiz L, Zeiger E, eds.: Plant Physiology, 6th eddition, pp. 761. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, MA, 2015.

Requirements to the exam

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (20.04.2018)

Exam - interview

Syllabus

English

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (13.03.2019)

1. Basic terms

Phytohormone, growth regulator. Types of phytohormones. Theory of hormonal regulation of plant growth and development. Methods in phytohormone research. Mechanisms of action of phytohormones, signaling cascades.

2. Auxins

Discovery of auxins in plants. Physiological effects of auxins. Chemical structure and properties of auxins and antiauxins. Metabolism of auxins (biosynthesis, conjugation and release from conjugates, degradation). Regulation of internal concentration of auxins. Transport of auxins, polarity, translocation across the  plasma membrane, carriers, inhibitors of polar auxin transport. Transduction of auxin signal, receptors, signalling pathways, gene expression, ubiquitination. Transgenic plants in respect to auxins. Cross-talk with other hormones. Methods of extraction and determination of auxins.

3. Cytokinins

Discovery of cytokinins in plants. Physiological effects of cytokinins. Chemical structure and properties of cytokinins (isoprenoid, aromatic, urea-type) and anticytokinins. Metabolism of cytokininins (biosynthesis, conjugation and release from conjugates, degradation). Regulation of internal concentration of cytokinins. Transport of cytokinins. Transduction of cytokinin signal, receptors, signalling pathways. Transgenic plants in respect to cytokinins. Cross-talk with other hormones. Methods of extraction and determination of cytokinins.

4. Gibberellins

Discovery of gibberellins in plants. Chemical structure and properties of gibberellins. Metabolism of gibberellins (biosynthesis, mutual interconversion, conjugation and release from conjugates, degradation). Mechanisms of action of gibberellins - signal transduction, effect on gene expression. Physiological effects of gibberellins - role of mutants in their research. Cross-talk with other hormones. Methods of extraction and determination of gibberellins.

5. Abscisic acid

Discovery of abscisisc acid (ABA) in plants. Chemical structure and properties of ABA. Metabolism of ABA (biosynthesis, conjugation and release from conjugates, degradation). Mechanisms of action of ABA - signal transduction, effect on gene expression, antagonism with gibberellins. Physiological effects of ABA - role of mutants in their research. ABA as a stress hormone. Cross-talk with other hormones. Methods of extraction and determination of ABA.

6. Ethylene

Discovery of ethylene as plant hormone. Chemical structure and properties of ethylene. Ethylene as a gaseous hormone - compartmentation in plant tissues. Metabolism of ethylene (biosynthesis, degradation and conjugation of its precursor). Mechanisms of action of ethylene - receptors, signal transduction, effect on gene expression. Physiological effects of ethylene - role of mutants in their research. Ethylene and stress. Cross-talk with other hormones. Methods of ethylene determination.

7. Brassinosteroids, strigolactones

Discovery of brassinosteroids and strigolactones. Chemical structure and properties of these substances. Metabolism (biosynthesis and degradation). Mechanisms of action - signal transduction. Physiological effects. Cross-talk with other hormones. Methods of determination.

8. Salicylic acid, jasmonic acid

Discovery of salicylic acid (SA) as plant hormone. Discovery of jasmonic acid (JA). Chemical structures and properties of SA and JA. Metabolism of SA and JA (biosynthesis, conjugation and release from conjugates, degradation). Mechanisms of action of SA and JA - signal transduction, effect on gene expression, and antagonism of signalling pathways activated after attack from biotrophic and necrotrophic pathogens. Physiological effects. Cross-talk with other hormones. Methods of extraction and determination.

9. Peptide hormones

Discovery of particular peptide hormones (25 at present). Their chemical structure and properties. Mechanism of action and physiological functions (defence against pathogens and herbivores, regulation of growth and development, namely regulation of reproduction, nodulation and abscission). Cross-talk with other hormones.

Czech

Last update: Ing. Klára Hoyerová, Ph.D. (13.03.2019)

1. Základní pojmy

Vymezení pojmu rostlinný hormon, růstový regulátor. Typy rostlinných hormonů. Koncepce hormonálních regulací u rostlin. Přístupy ke studiu rostlinných hormonů. Způsob účinku a mechanismus účinku rostlinných hormonů, signální dráhy.

 

2. Auxiny

Objev auxinů. Fyziologické účinky auxinů. Chemická struktura a vlastnosti auxinů a antiauxinů. Metabolismus auxinů (biosyntéza, konjugace a uvolnění z konjugátů, degradace). Regulace interních hladin auxinů. Transgenní rostliny ve vztahu k auxinům. Transport auxinů, polarita, translokace přes plasmatickou membránu, přenašeče, inhibitory polárního transportu auxinů. Přenos auxinového signálu, receptory, signální dráhy, exprese genů, ubikvitinace. Cross-talk s dalšími hormony. Metody extrakce a stanovení auxinů.

 

3. Cytokininy

Objev cytokininů. Fyziologické účinky cytokininů. Chemická struktura a vlastnosti cytokininů (isoprenoidních, aromatických, močovinových) a anticytokininů. Metabolismus cytokininů (biosyntéza, konjugace, degradace). Regulace interních hladin cytokininů. Transport cytokininů. Přenos cytokininového signálu, receptory, signální dráhy. Transgenní rostliny ve vztahu k cytokininům. Cross-talk s dalšími hormony. Metody extrakce a stanovení cytokininů.

 

4. Gibereliny

Objev giberelinů. Chemické struktura a vlastnosti giberelinů. Metabolismus giberelinů (biosyntéza, vzájemná přeměna, konjugace, degradace). Mechanismus působení giberelinů - přenos signálu, vliv na expresi genů. Fyziologické účinky giberelinů - význam mutantů pro jejich studium. Cross-talk s dalšími hormony. Metody extrakce a stanovení giberelinů.

 

5. Kyselina abscisová

Objev kyseliny abscisové (ABA). Chemická struktura a vlastnosti ABA. Metabolismus ABA (biosyntéza, konjugace, degradace). Mechanismus působení ABA - přenos signálů, vliv na expresi genů a antagonismus s gibereliny. Fyziologické účinky ABA - význam mutantů pro jejich studium. ABA jako stresový hormon. Cross-talk s dalšími hormony. Metody extrakce a stanovení ABA.

 

6. Etylén

Objev etylénu jako rostlinného hormonu. Chemická struktura a vlastnosti etylénu. Etylén jako plynný hormon - kompartmentace v rostlinném pletivu. Metabolismus etylénu (biosyntéza, degradace, konjugace prekursoru). Mechanismus působení etylénu - příjem a přenos signálu, vliv na expresi genů. Fyziologické účinky etylénu - význam mutantů pro jejich studium. Etylén a stres. Cross-talk s dalšími hormony. Metody stanovení etylénu.

 

7. Brasinosteroidy, strigolaktony.

Objev brasinosteroidů a strigolaktonů. Chemická struktura a vlastnosti těchto látek. Metabolismus (biosyntéza a degradace). Mechanismus působení - přenos signálu. Fyziologické účinky. Cross-talk s dalšími hormony. Metody stanovení.

 

8. Kyselina salicylová, kyselina jasmonová.

Objev kyseliny salicylové (SA) jakožto rostlinného hormonu. Objev kyseliny jasmonové (JA). Chemická struktura a vlastnosti SA a JA. Metabolismus SA a JA (biosyntéza, konjugace, degradace). Mechanismus působení SA a JA - přenos signálů, vliv na expresi genů a antagonismus těchto signálních drah, aktivovaných po napadení biotrofními, respektive nekrotrofními, patogeny. Fyziologické funkce těchto hormonů. Cross-talk s dalšími hormony. Metody extrakce a stanovení.

 

9. Peptidové hormony.

Objev jednotlivých peptidových hormonů (v současné době 25). Jejich chemická struktura a vlastnosti. Mechanismus působení a fyziologické funkce (obrana před patogeny a herbivory, regulace růstu a vývoje, zvláště regulace reprodukce, nodulace a abscise). Cross-talk s dalšími hormony.