Domů Projekty Publikace
Rostlinná imunita
V přírodě jsou rostliny neustále konfrontovány s nepřeberným množstvím mikroorganismů, z nichž některé mohou být prospěšné jiné nikoliv (patogeni). Rostliny si v průběhu evoluce vytvořily velmi důmyslný imunitní systém, jímž na napadení patogeny reagují. V naší laboratoři se zabýváme různými aspekty studia imunity rostlin a to jak na molekulární úrovni, tak sledováním projevů celé rostliny při napadení patogeny V rámci rostlinné imunity hraje významnou úlohu fytohormon kyselina salicylová (SA), která je středobodem našich výzkumů spojených s imunitou. Kromě zapojení v imunitních reakcích rostlin se SA účastní mnoha fyziologických procesů jako je klíčení semen, buněčný růst, zavírání průduchů, senescence či výnos plodů. V současné době řešíme projekt, studující jakým způsobem je regulována biosyntéza SA enzymem fosfatidylinositol-4-kinasou a sledujeme také vliv dynamiky aktinového cytoskeletu na signální dráhu SA.
Pochopení molekulárních mechanismů souvisejících s SA je důležité i z hlediska praktického a může v budoucnu pomoci úspěšnému pěstování plodin za stresových podmínek.
Kromě zapojení SA v rostlinné imunitě se zabýváme zapojením SPFH proteinů, mezi které patří proteiny z rodin flotillinů a HIR proteiny. Flotiliny se velmi pravděpodobně účastní endocytosy nezávislé na klathrinu a jsou součástí lipidových mikrodomén. Tyto vlastnosti by jim mohly předurčovat významnou roli v rostlinné signalizaci při napadení patogeny.
Tento výzkum byl podpořen Grantovou agenturou České republiky:
- GA14-09685S - Flotillin: nový hráč stresové signalizace u rostlin
- GA17-05151S - Enzymy metabolizující fosfolipidy jako nové komponenty signální dráhy kyseliny salicylové
Reakce rostlin na abiotické stresové faktory
Zasolení půd je v současné době problém mnoha pěstitelských oblastí. Sůl jako abiotický stresor negativně ovlivňuje růst rostlin a tím i jejich produktivitu. Rostliny se solnému stresu brání a reagují na něj mnoha způsoby. Jedním z enzymů účastnících se obranných mechanismů je fosfolipasa D (PLD).
V rámci studia funkce jednotlivých isoforem fosfolipasy D v odpovědi rostlin na solný stres se zabýváme zejména fosfolipasou Dα a fosfolipasou Dδ. Jako rostlinný materiál používáme divoký typ Arabidopsis thaliana a dále mutantní linie A. thaliana s umlčenými geny kódujícími jednotlivé isoformy PLD (KO mutantní linie pld). Sledujeme změny kořenového systému a hodnotíme fenotypové projevy u divokého typu i KO mutantních linií pld po působení solného stresu.
V naší práci se také soustřeďujeme i na popis vnitrobuněčných molekulárních mechanismů účastnících se těchto změn.
LIVE imaging a jeho využití při studiu obranných reakcí na úrovni buňky - aneb mikrosvět rostlin v obraně
Jakákoliv odpověď rostliny na stresový podnět začíná vždy na molekulární úrovni – změnami ve funkci a složení proteinů a enzymů. Tyto molekuly potom postupně ovlivňují systémy vyšší – organely buněk, pletiva, orgány a nakonec se změny (v optimálním případě) projeví na úrovni celé rostliny jako adaptace na stres. Live imaging umožňuje sledovat změny proteinových komplexů a buněčných organel v reálném čase, během reakce na stresové podněty.
Studovanými proteiny jsou membránové fosfolipasy, flotilliny a další členové této rodiny - HIR proteiny. Naším cílem je objasnit jejich vzájemnou interakci a jejich interakci s cytoskeletem v rámci odpovědí buněk na environmentální stresy. Studujeme jak biotické stresory a v současné době velkou pozornost směřujeme i k nanočásticím a jejich vlivu na buňku a buněčné organely, ale i reakce orgánů rostlin.
Ke studiu těchto dějů používáme fluorescenční, konfokální a superrezoluční mikroskopii a součástí výzkumu je tedy i příprava geneticky modifikovaných – fluorescenčním proteinem značených rostlin a buněk. U takto připravených rostlin a buněk můžeme in vivo sledovat dynamiku proteinů a organel a jejich interakce po stresových podnětech.
Maximální projekce ze 13 snímků ukazuje ukládání obranného polysacharidu kalosy do vodivých drah kořene semenáčku A. thaliana ošetřeného stříbrnými ionty.
Druhý snímek představuje jednu optickou rovinu s uložením kalosy v endodermis kořene po ošetření stříbrnými nanočásticemi. Oba snímky zobrazují kombinaci fluorescenčního - modrého signálu kalosy a struktury buněk vizualizované pomocí diferenciálního interferenčního kontrastu. Měřítko = 10 μm.
Tento výzkum byl podpořen Grantovou agenturou České republiky:
- GA14-09685S - Flotillin: nový hráč stresové signalizace u rostlin
- GA17-10907S - Dopad nanočástic ušlechtilých kovů na životní prostředí