Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (31.08.2018)
Lectures deal with plant adaptation to light conditions of environment. Lectures inform about solar radiation sensors - phytochromes, cryptochromes, UV-sensor and photropin, about growth, developmental, metabolic responses of plant to light quality and quantity and about light signal transduction. Lectures deal with adaptation to changes in photoperiod during year - photoperiodism and the effect of light pollution and its effect on plat communities.
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (31.08.2018)
Přednáška o adaptacích rostliny na světelné podmínky na stanovišti. Pojednává o senzorech záření - fytochromech, kryptochromech, fototropinu, senzoru UV záření, o růstových, vývojových, metabolických i pohybových reakcích rostlin na složení světla a o přenosu světelného signálu. Zabývá se také vývojovými adaptacemi rostlin na délku dne - fotoperiodizmem a reakcích rostlin na světelný smog či stálé světlo.
Doporučuje se předem absolvovat buď přednášku z Anatomie rostlin nebo z Anatomie a morfologie rostlin a některou z přednášek Fyziologie rostlin.
Literature -
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (15.03.2019)
Weller JL, Kendrick RE: Photomorphogenesis and Photoperiodism in Plants (2015), pp 299-321. In: Bjorn (ed.) Photobiology: The Science of Light and Life (Springer)
Timmermans, M. Plant Dvelopment. Elsevier Sci. & Technol. 2010. Kapitola 2: Light regulated plant growth and development (Kami et al., str.29-58)
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (15.03.2019)
Weller JL, Kendrick RE: Photomorphogenesis and Photoperiodism in Plants (2015), pp 299-321. In: Bjorn (ed.) Photobiology: The Science of Light and Life (Springer)
Timmermans, M. Plant Dvelopment. Elsevier Sci. & Technol. 2010. Kapitola 2: Light regulated plant growth and development (Kami et al., str.29-58)
Pavlová L.: Fotomorfogeneze. - Univerzita Karlova Praha 1996. 101 stran. ISBN80-7184-148-X
Pavlová L., Daněk L.: Fotomorfogenese I. Kryptochromy a fototropin. - Biologické listy 67: 195-205, 2002. ISSN 0366-486
Pavlová L., Daněk L.: Fotomorfogeneze II. Fytochromy. - Biologické listy 67: 207-224. 2002. ISSN 0366-486
Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L.: Biochemistry and Molecular Biology of Plants. - co nejaktuálější vydání
Requirements to the exam - Czech
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (15.03.2019)
Ústní zkouška
Syllabus -
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (15.03.2019)
Photomorphogenesis - definition. Light - character and composition of solar radiation, ab-sorption of light, excitation, deexcitation. Arteficial light sources. Photomorphogenic photoreceptors - photosensors. Sensors of red light - phytochromes - characterization. Properties of phytochrome proteins. Chromophore - character and biosyn-thesis. Photoreversibility . phototransformation, photoreversion, dark reversion. Estimation of phytochrome. Control of phytochrome level - protein biosynthesis, degradation. Phytochromes in the plant kingdom. Phytochrome localisation in plant. Phytochrome local-isation in the cell - phytochrome transfer to the nucleus. Modes of phytochrome action - VLFR, LFR, HIR. Mechanisms of phytochrome action, known components of signal trans-duction in the cytoplasm. Genes controlled by light signals and properties of their promotors (LRE ). Mechanisms of phytochrome action in the nucleus - known DNA interacting com-ponents. Components without any direct DNA interaction, COP1, COP9 signalosome. Blue light sensors - cryptochromes, phototropin, RPT2. Cryptochrome proteins, properties and relationship to photolyases. Chromophores. Cryptochromes in the plant kingdom. Cryp-tochrome localisation in plant and cell. Interaction with phytochromes. Mechanisms of action. Phototropin - the protein, localisation in the cell, chromophores. Mechanism of action. Blue light receptor systém in fungi - mycochrome. Photomorphogenic responses in plants - red light and blue light signal relationship. Effects of UV-radiation. Photomorphogenesis in cyanobacteria, fungi, slime molds and algae. Light and seed germination. Deetiolation - etioplast transformation, chlorophyll biosynthesis, development of photosynthetic apparatus. biosynthesis and role of carotenoids, xanthophyll cycle. Thylakoid membrane lipid biosynthesis. Light and flavonoid biosynthesis. Growth and structural changes during deetiolation. Light and growth of green plants. Light conditions in different types of environment. Plant growth in canopy, R/FR ratio and plant growth responses. Light conditions within plant. Rhythmicity in plants - definitions, time measuring. Changes of photoperiod during the year. Discovery of photoperiodism. Definitions - photoperiod, critical photoperiod, short day and long day plants and derived categories. Absolute and quantitative demand of photoperiod. Photoperiodic control of flowering, photoperiodic flower induction. Genetic aspects, practical use of photoperiodism. Rhythmicity and photoperiodical induction of flowering. Photoperi-odism and dormancy, bud dormancy, storage organ formation. Light and plant movements - phototropisms, phototaxes and photonastic movements. Light and opening and closure of stomata.
Last update: RNDr. Hana Konrádová, Ph.D. (15.03.2019)
Definice a vymezení problematiky.
Světlo - základní vlastnosti a složení slunečního záření, absorpce světla, excitace a deexitace. Umělé zdroje světla.
Fotomorfogenetické fotoreceptory - fotosenzory. Senzory červeného světla - fytochromy - základní charakteristika. Vlastnosti a složení fytochromových proteinů. Chromofor - charakter, biosyntéza. Fotoreverzibilita - fototransformace, fotoreverze, temnostní reverze. Metody stanovení fytochromu. Regulace hladiny fytochromových proteinů - biosyntéza, degradace. Výskyt fytochromů v rostlinné říši. Lokalizace fytochromu v rostlině. Lokalizace fytochromu v buňce - transport fytochromu do jádra. Typy fytochromových reakcí - VLFR, LFR, HIR. Mechanismy působení fytochromu, známé složky přenosu fytochromového signálu v cytoplasmě. Geny regulované světelným signálem a charakteristiky jejich promotorů. Působení fytochromu v jádře, známé složky přenosu signálu působící na úrovni DNA, složky bez přímé vazby na DNA, COP1, COP9 signalosom. Senzory modrého světla - kryptochromy , fototropin, RPT2. Kryptochromy - proteinová část, charakter a příbuznost s fotolyázami. Chromofory. Výskyt kryptochromů v rostlinné říši. Lokalizace kryptochromů v buňce. Interakce kryptochromů s fytochromy. Mechanismus působení. Fototropin - proteinová část, lokalizace v buňce, chromofory. Mechanizmus působení fototropinu. Další receptorové systémy modrého světla, tandemové hybridní receptory (neochromy), receptor UV-B záření. Fotomorfogenetické reakce u rostlin - vztah mezi signálem červeného a modrého světla.
Světlo a klíčení semen. Deetiolace - přeměna etioplastů na chloroplasty, syntéza chlorofylu, vývoj fotosyntetického aparátu. Biosyntéza a úloha karotenoidů, xantofylový cyklus. Bisyntéza lipidů pro stavbu thylakoidních membrán. Světlo a biosyntéza flavonoidů. Růstové a strukturní změny během deetiolace.
Světlo a růst zelených rostlin. Světelné podmínky na různých typech stanovišť. Růst rostlin v porostu, reakce na poměr krátkovlnné a dlouhovlnné složky červeného světla (R/FR). Světelné poměry uvnitř rostliny.
Rytmicita u rostlin - základní pojmy, měření času u rostlin. Reakce rostlin na délku dne - fotoperiodizmus. Změny v délce dne během roku. objevení fotoperiodismu. Základní pojmy fotoperiodismu - fotoperioda, kritická fotoperioda, krátkodenní a dlouhodenní rostliny a další odvozené kategorie. Absolutní a kvantitativní fotoperiodický požadavek. Fotoperiodická regulace kvetení, fotoperiodická květní indukce. Genetické aspekty a praktické využití fotoperiodismu. Projevy rytmicity ve fotoperiodické indukci kvetení. Fotoperiodizmus a dormance, dormance pupenů, tvorba zásobních orgánů.
Světlo a pohyby rostlin - fototropizmus, fototaxe a fotonastie. Otevírání a zavírání průduchů jako reakce na světlo.
Pojem světelný smog, reakce rostlin na stálé světlo.
