Bi8290 Evoluční vývojová biologie rostlin

Přírodovědecká fakulta
jaro 2008
Rozsah
2/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
RNDr. Jitka Žlůvová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Boris Vyskot, DrSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Jitka Žlůvová, Ph.D.
Rozvrh
Čt 8:00–9:50 Kontaktujte učitele
Předpoklady
B4020 Molekulární biologie || Bi4020 Molekulární biologie
Základní znalosti molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
předmět má 11 mateřských oborů, zobrazit
Osnova
  • 1. Úvod do tvorby fylogenetických stromů. Definice pojmů, druhy hodnotitelných parametrů, problémy při hodnocení parametrů (konvergence, paralelismus) na morfologické i molekulární úrovni, algoritmy tvorby fylogenetických stromů a jejich úskalí, konstrukce superstromů, fylogenetické stromy jako nástroj k odhalení evolučních vztahů mezi geny.
  • 2. Fylogenetické stromy v praxi. Tree of life – pozice jednotlivých čeledí a druhů umožní identifikaci evolučně nejstarších zástupců jednotlivých skupin, rostlinná fylogeneze se zaměřením na hlavní vývojové tranzice (evoluce mnohobuněčných forem a přechod z vody na souš, evoluční vztahy uvnitř tracheofyt, evoluční vztahy mezi nahosemennými a krytosemennými rostlinami, ANITA jako skupina nejprimitivnějších krytosemenných, shrnutí současného pohledu na rostlinnou fylogenezi s důrazem na vztahy uvnitř krytosemenných rostlin – bazální eudicota, jednoděložné a dvouděložné), nástroje ve zkoumání vlivu evoluce genů na evoluci forem (genomické – Floral Genome Project, genetické – založené na mutagenezi a hledání genů zodpovědných za daný fenotyp, heterologní – klonování kandidátních genů a analýza jejich exprese), evoluce genů a genových rodin (zvláště MADS, KNOX).
  • 3. Hlavní body v evoluci rostlinného vývoje a jejich fylogenetické souvislosti. Hlavní evoluční změny a jejich vztah k fylogenezi (apikální růst, tvorba cévních svazků jako předpoklad vyššího vzrůstu, tvorba kořenů, tvorba listů, tvorba květů), mechanismy působící v evoluci (heterotopie, heterochronie, heterometrie, heterotypie).
  • 4. Vývoj a evoluce vajíček. Teorie vzniku vajíček, vývoj vajíčka Arabidopsis jako ukázka obecných principů vývoje rostlinného orgánu (iniciace primordií, jejich specifikace, řízené buněčné dělní, asymetrický růst, diferenciace), přítomnost genu BELL1 u rostlin , která vajíčka netvoří, aneb odkud se tento gen vzal, evoluční modifikace vývoje vajíček – redukce počtu integumentů a jeho vztah k expresi genu INNER NO OUTER (analýza exprese u druhů rodu netýkavka).
  • 5. Dvojité oplození, tvorba endospermu a embryogeneze. Evoluce různých typů opylení, růst pylové láčky a oplození – stručný přehled známých genů a mechanismů jejich působení, fylogenetický pohled na různé typy autoinkompatibility aneb otázky paralelismu a konvergence, teorie vzniku dvojího oplození - stalo se jedno ze dvou vyvíjejících se embryí endospermem?, zárodečný vak a oplození u bazálních krytosemenných rostlin - čtyřjaderný zárodečný vak s haploidní centrální buňkou, tvorba endospermu a embrya - srovnání huseníčku s dalšími druhy (zvláště kukuřicí jako zástupcem jednoděložných rostlin).
  • 6. Tvorba gynecea, plodu a semene. Teorie vzniku gynecea a plodu, výhody tvorby plodu, Archaefructus jako nejstarší známá rostlina schopná tvořit plody, geny podílející se na fúzi plodolistů u huseníčku, přítomnost těchto genů u primitivních krytosemenných rostlin, které nemají fúzované plodolisty aneb odkud se tyto geny vzaly, evoluční modifikace – dužnaté plody (geny „dužnatosti“, srovnání plodů suchých a dužnatých (huseníček a rajče)).
  • 7. Vegetativní a květní apikální meristem. Řízení tvorby vegetativního apikálního meristemu (huseníček jako model, přítomnost genů KNOX u kapradin aneb odkud se tyto geny vzaly, evoluční inovace ve tvorbě apikálního meristemu – Streptocarpus), kořenový meristem – rozdíly a paralely s apikálním meristemem, přechod z nedeterminovaného do determinovaného stavu meristemu (huseníček jako model, nahosemenné rostliny aneb ztráta genu NEEDLY a převzetí jeho funkce genem LEAFY u krytosemenných rostlin).
  • 8. Tvorba listů. Polyfyletický původ listů suchozemských rostlin, tvorba listů u huseníčku, tvorba složených listů, aneb jak znovu využít to, co již existuje a používá se k jiným účelům (geny rodiny KNOX a gen LEAFY – příklady konvergence a paralelismu, gen PHANTASTICA – tvorba dlanitě složených listů), hypotézy monofyletického a polyfyletického původu složených listů.
  • 9. Tvorba květu – vznik hermafroditismu. Teorie vzniku hermafroditních květů (out of male, out of female, mostly male), možnosti testování teorií a Floral Genome Project.
  • 10. Homeotické květní geny. Zopakování ABCDE modelu u huseníčku a hledíku, homeotické květní geny u nahosemenných aneb odkud se tyto geny vzaly, evoluce genů APETALA3 a PISTILLATA genovou duplikací a posunem čtecího rámce.
  • 11. Tvorba květních orgánů. Kalich (teorie jeho vzniku, A geny u primitivních eudicot, evoluční inovace – A geny u jednoděložných), koruna (teorie vzniku, B geny u primitivních eudikot, další geny zajišťující, že je koruna korunou), tyčinky (teorie vzniku prašníků, huseníček jako model vývoje prašníků a pylových zrn, teorie evoluce pylových zrn).
  • 12. Evoluční inovace v tvorbě květů. Květní symetrie (hledík jako model souměrných květů, TCP geny jako silné supresory), počet květních orgánů, tvorba nektarií, tvorba květenství.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2009, jaro 2010.