Genetika rostlin - přednáška
Sylabus
1. Evoluční linie rostlin a organizace rostlinného genomu
Význam 1. a 2. endosymbiózy v evoluci; Velikost rostlinných genomu; Evoluční mechanismy
ovlivňující velikost rostlinných genomu; Organizace rostlinných genomu;
Klasifikace polyploidů; Výskyt Polyploidie u rostlin; Autopolyploidie, alopolyploidie a
amfidiploidie; B chromozomy u rostlin; Vznik Polyploidie; Významné alopolyploidní
plodiny; Význam haploidie; Výskyt haploidie; Metody získání haploidů
Chloroplastová DNA rostlin; Mitochondriální DNA rostlin; Repetitivní, kódující a mobilní
sekvence
Skupiny genů rostlinného geonomu
Regulace exprese genů rostlinného geonomu
2. Modelové rostlinné objekty a jejich význam, genomika
Rostlinné druhy, sekvenování rostlinných genomu; Počet genů Arabidopsis thaliana, poznatky o jejím jaderném a mimojaderném genomu
3. Význam mutageneze pro studium rostlinných geonomu a klonování genů Klasifikace mutagenů využívaných při mutagenezi rostlin; Význam mutageneze rostlin; Klasická a inzerční mutageneze; Výskyt transpozonů u rostlin; Heterologní transpozice; Retroelementy u rostlin
Odlišnost metodických přístupů klasické a inzerční metageneze při klonování rostlinných genů.
4. Generativní vývoj rostlin a jeho genetické důsledky
Charakteristika apomiktického rozmnožování, příčiny vzniku a klasifikace apomixe; Rozšíření a význam apomixe; Autonomní a pseudogamií vývoj embrya a endospermu; Známé mechanismy obejití miózy při apomixi; Genetická determinace apomixe u Poa pragensia; Možnosti introdukce apomixe do kulturních rostlin
5. Indukce kvetení rostlin a přenos signálů v rostlinné buňce prostřednictvím fotoreceptorů Indukce kvetení u krytosemenných rostlin; Jednotlivé etapy tvorby květů; Geny kódující regulaci vývoje květů; Autonomní dráha indukce kvetení; Fotoreceptory při indukci kvetení; Podíl vernalizace na indukci kvetení; Kontrola kvetení růstovými hormony; Časová a prostorová regulace genové exprese během vývoje květů; Homeostáze vývoje květů
7. Inkompatibilní systémy vyšších rostlin
Význam inkompatibility; Klasifikace inkompatibility; Genetická determinace inkompatibility; Molekulární mechanismy inkompatibility; Pseudokompatibilita
8. Determinace pohlaví rostlin
Genetická kontrola dvoudomosti; Chromozómová kontrola determinace pohlaví; Aktivní a omezená kontrola chromozomu Y; Rostlinné druhy s homogametickým a heterogametickým samicím pohlavím; Genetická kontrola jednodomosti
9. Rezistence rostlin k biotickým stresovým faktorům
Podstata interakce rostlina - patogen; Mechanismy působení hlavních rostlinných patogenů -houbových, bakteriálních a virů; Mechanismy rezistence rostlin k patogenům; Podstata funkce fytoalexinů; Podstata systémové rezistence; Signalizační kaskáda aktivace jaderných
genů, které jsou součástí obranných mechanismů vůči patogenům; Klasifikace rezistence rostlin vůči patogenům; Teorie gen proti genu; Podstata interakce produktů genů rezistence a avirulence; Podstata kompatibilní a inkompatibilní interakce rostlina - patogen; Molekulární podstata produktů genů rezistence; Podstata obrany rostlin vůči hmyzím parazitům a predátorům
9. Rezistence rostlin k abiotickým stresovým faktorům
sucho (vliv kyseliny abscisové na vodní režim, vliv osmoticky aktivních látek), nízké teploty, zasolení, oxidatívni stres, vysoké teploty, nedostatek kyslíku, ozón, toxické ionty v půdě, těžké kovy, mechanické stresy (poranění)
Obranné mechanismy rostlin k suchu; Exprese genů determinujících odolnost rostlin k suchu; Obranné mechanismy rostlin k chladu; Exprese genů determinujících odolnost rostlin k chladu; Společné rysy navození odolnosti rostlin k suchu, chladu a zasolení; Aktivace proteinů tepelného šoku a odolnost rostlin k vysokým teplotám; Možnosti obrany rostlin vůči dehydrataci, osmotickému a oxidativnímu stresu; Podstata odolnosti rostlin k nedostatku kyslíku; Stres způsobený nadbytkem toxických iontů a těžkých kovů
10. Význam explantátových kultur
Základní přístupy při regeneraci rostlin v podmínkách in vitro; Metody zachování genetické stability; Metody rozšíření genetické variability
11. Praktické aspekty geneticky modifikovaných plodin, současné trendy, rizika
Metody genetické transformace rostlin; Genetické modifikace rostlin a odolnost k herbicidům - glyfozátu, fosfinotricinu a sulfonylmočovině; Odolnost k hmyzím škůdcům; Odolnost k virům; Změny ve složení olejů; Změny ve složení zásobních proteinů semen; Změny ve složení škrobu brambor; Rajčata s prodlouženým dozráváním; Navození pylové sterility; Rýže obohacená o provitamin A; Řepka olejná se zvýšeným obsahem vitaminu E v olejích; Kávovník s bezkofeinovými boby; Odstranění oxidativního stresu; Navození odolnosti vůči dehydrataci; Navození odolnosti vůči osmotickému stresu; Tvorba protilátek rostlinami; Tvorba vakcín rostlinami; Produkce farmakologicky využitelných proteinů rostlinami; Produkce biodegradovatelných polyesterů rostlinami; Produkce fytáz rostlinami; Genetické modifikace ve výživě člověka
12. Molekulární markery a jejich využití při klonování rostlinných genů. Bílkovinné markery. Vlastnosti DNA markerů. Klasifikace DNA markerů. Podstata polymorfismu DNA markerů. Markery založené na amplifikaci náhodných sekvencí. Markery založené na amplifikaci specifických sekvencí.
Oblasti aplikace DNA markerů v oblasti studia rostlinných genomů