Obsah
ČESKÁ ČÁST
EDITORIAL
4
Editorial (L. Nátr)
4
Pár slov úvodem k nadcházejícímu roku (J. Albrechtová)
5
Post scriptum elongatum (J. Krekule)
6
Pozvánka na X. sjezd Česke Botanické společnosti (L. Hrouda)
6
AKTUÁLNÍ ZPRÁVY ČSEBR
7
CELOSTÁTNÍ SEMINÁŘ POŘÁDANÝ
POŘÁDANÝ K 70. NAROZENINÁM JANA GLOSERA
9
Úvodem – několik souvislostí (L. Nátr)
9
Pozvánka/program
10
Cesty a křižovatky – stručný přehled odborné činnosti prof. Glosera (M. Barták)
11
Přání pro prof. Dr. Jana Glosera k jeho sedmdesátinám (M. Rychnovská)
12
Přání J. Gloserovi od členů ČSEBR (L. Nátr)
13
Přání J. Gloserovi od Katedry experimentální biologie rostlin PřF UK spolupořádající seminář (J. Albrechtová)
13
Jak může fyziologie rostlin přispět k řešení ekologických problémů v polárních oblastech? (J. Gloser)
14
Ekologická úloha sinic a řas v polárních ekosystémech (J. Elster)
16
Klima Antarktidy - které faktory je formují? Proč je tak extrémní a současně časoprostorově stabilní? Jsou jeho změny zneužitelné?
(P. Prošek)
19
Co nejvíce omezuje antarktické rostliny? Chlad, mráz, nedostatek vody, živin či proměnlivé záření? (M. Barták)
21
DEN FASCINACE ROSTLINAMI
22
První ročník Dne fascinace rostlinami přilákal v ČR tisíce návštěvníků (J. Kolář)
22
„Kouzlo a moc světa rostlin“ – akce v Botanické zahradě PřF UK v Praze (18.-19.5.2012) (J. Albrechtová)
23
Fotogalerie Dne fascinace rostlinami – akce „Kouzlo a moc světa rostlin“ v Botanické zahradě PřF UK v Praze
24
OCENĚNÁ KNIHA „PŘÍRODA NEBO ČLOVĚK? SLUŽBY EKOSYSTÉMŮ“ LUBOMÍRA NÁTRA (J. Albrechtová)
27
LAUDATIO: Lubomír Nátr: „Příroda, nebo člověk? Služby ekosystémů“, Nakladatelství Karolinum, 2011 (F. Vyskočil)
30
VZPOMÍNÁME
32
Vzpomínka na D. Dykyjovou (J. Květ)
32
Vzpomínka na J. Slavíkovou (O. Votrubová, A. Skalická )
34
OBHÁJENÉ DISERTAČNÍ A DIPLOMOVÉ PRÁCE
36
ANGLICKÁ ČÁST
CANDIDACY TO HOST THE
THE PLANT BIOLOGY CONGRESS IN PRAGUE IN 2016
2016
40
Invitation and the Letter of Intent (J. Albrechtová)
40
Local Proposing Committee
42
Guarant International – Congress Organizing Company
45
th
THE 10 INTERNATIONAL Ph.D. STUDENT CONFERENCE ON
ON EXPERIMENTAL PLANT BIOLOGY - BOOK OF ABSTRACTS
47
Welcome Letter (B. Vyskot)
48
Welcome Address from CSEPB (J. Albrechtová)
50
Czech Society of Experimental Plant Biology: Presentation
51
Commitee
52
Sponsors
53
Invited Talks
53
Conference Venue
54
Programme
55
Abstracts - Invited Talks
58
Abstracts - Oral Presentation
62
Abstracts - Sponsor Talks
90
Abstracts - Posters
92
List of Participants
120
1
Contents
CZECH PART
EDITORIAL
4
Editorial (L. Nátr)
4
Few words to comming year's events (J. Albrechtová)
5
Post scriptum elongatum (J. Krekule)
6
Invitation to the X Convention of the Czech Botanical Society (L. Hrouda)
6
NEWS OF CSEPB
7
SEMINAR „Ecological plant physiology - research in polar regions“ devoted to J. GLOSER on occasion of his 70th anniversary
9
Introduction – few associations (L. Nátr)
9
th
Invitation/programme
10
Roads and Cross Roads – brief overview of scientific contribution of Prof. Gloser (M. Barták)
11
Congratulation to prof. Dr. Jan Gloser to his 70th anniversary (M. Rychnovská)
12
Congratulation to J. Gloser from CSEPB (L. Nátr)
13
Congratulation to J. Gloser from the Department of Experimental Plant Biology co-organizing the seminar (J. Albrechtová)
13
How can plant physiology contribute to solution of ecological problems in polar regions? (J. Gloser)
14
Ecological role of cyanobacteria and algae in polar regions (J. Elster)
16
Climate of Antarctida – what factors determine it? Why is the Antarctic climate so extreme and simultaneously so spacial-time stabile? Are
its changes misusable? (P. Prošek)
19
What is the most limiting for Antarctic plants? Cold, frost, water or nutrient deficiencies or changeable irradiation? (M. Barták)
21
FASCINATION OF PLANT S DAYS
22
The first year of Fascination of Plants Days attracted thousands of visitors in the Czech Republic (J. Kolář)
22
„The Magic and Power of Plant Kingdom“ – action organized in the Botanical Garden of the Faculty of Science of Charles University in
Prague (18-19 May 2012) (J. Albrechtová)
23
Photogallery
24
AWARDED BOOK „NATURE OR MAN? SERVICES OF ECOSYSTEMS“ of LUBOMÍR NÁTR (J. Albrechtová)
27
LAUDATIO: Lubomír Nátr: „NATURE OR MAN? SERVICES OF ECOSYSTEMS “, Karolinum, 2011 (F. Vyskočil)
30
REMEMBRANCE
32
Remembrance of D. Dykyjová (J. Květ)
32
Remembrance of J. Slavíková (O. Votrubová, A. Skalická )
34
RECENTLY DEFENDED Ph.D. and Master THESES
36
ENGLISH PART
CANDIDACY TO HOST THE
THE PLANT BIOLOGY CONGRESS IN PRAGUE IN 2016
2016
40
Invitation and the Letter of Intent (J. Albrechtová)
40
Local Proposing Committee
42
Guarant International – Congress Organizing Company
45
th
THE 10 INTERNATIONAL Ph.D. STUDENT CONFERENCE ON
ON EXPERIMENTAL PLANT BIOLOGY - BOOK OF ABSTRACTS
47
Welcome Letter (B. Vyskot)
48
Welcome Address from CSEPB (J. Albrechtová)
50
Czech Society of Experimental Plant Biology: Presentation
51
Commitee
52
Sponsors
53
Invited Talks
53
Conference Venue
54
Programme
55
Abstracts - Invited Talks
58
Abstracts - Oral Presentation
62
Abstracts - Sponsor Talks
90
Abstracts - Posters
92
List of Participants
120
2
ČESKÁ ČÁST
CZECH PART
3
Editorial
Milé kolegyně, vážení kolegové,
zase mám to privilegium přivítat Vás v Úvodníku tohoto čísla Bulletinu České společnosti
experimentální biologie rostlin.
Skončilo pestré počasí letošního jara a pokračuje až neobyčejně rozmarné léto. S jistotou
přijde podzim i zima, které s velkou pravděpodobností budou také projevovat netušené či
už zapomenuté výkyvy, patrně nejen povětrnostní.
Této pestrosti odpovídá i toto číslo Bulletinu. Důvodem není zvyšující se pestrost projevů
troposférických jevů, ale bohatost činnosti naší profesní organizace. Dovolím si moc doporučit všem členům i trvalým či náhodným zájemcům o naši organizaci, aby toto číslo alespoň prolistovali. Mnozí zde najdou výrazné stopy svého podílu, jiní snad i podněty pro
svoje aktivní zapojení.
Úvodní kapitola je věnována tradičnímu půldennímu semináři, který dvakrát ročně organizuje ČSEBR společně s Katedrou experimentální biologie rostlin Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Letos v květnu byl tento seminář věnován 70. výročí narození Jana
Glosera, absolventa a profesora fyziologie rostlin Přírodovědecké fakulty Masarykovy Univerzity v Brně. Z bohaté tematické šíře vědeckých aktivit Jana Glosera jsme vybrali výsledky studia rostlin v podmínkách polárních oblastí. Pro mnohé z nás jednotliví přednášející
postupně bořili představy o chudosti vyšších i nižších rostlin v těchto extrémních podmínkách. Ostatně podrobnosti jsou v následující kapitole uvedeny.
Další kapitolu tvoří „Fascinace rostlinami“. Osobně bych slovo „fascinace“ nahradil více českým výrazem, ale uvědomuji si riziko svého seniorského vyjadřovacího staromilství. Na druhé straně takto tomuto slovu rozumějí i ti, pro které už to druhé slovo znamená cokoliv,
tedy nic. Tato „veleakce“ v národním i mezinárodním měřítku si rozhodně zaslouží pozornost našich členů. Je to celosvětově organizovaná snaha ukázat veřejnosti nejrůznější
aspekty nenahraditelnosti rostlin. Zvláštní pozornost je přitom věnována mladé generaci
s cílem, aby zkusili vstoupit do kouzel věd o rostlinách. Ostatně mnozí jste se osobně aktivně zúčastnili, ostatní si aspoň pročtěte tu kapitolu.
Pro většinu členů ČSEBR může být překvapivá další kapitola, kde je seznamujeme
s dosavadními aktivitami zaměřenými na konání Konference European Federation of Experimental Plant Biology Societies v naší republice v roce 2016. Mnozí si nepochybně pamatujeme první, a zatím jedinou, konferenci této Federace uspořádanou v roce 1994 v Brně.
Byla to velmi úspěšná konference a snad bychom na ni neméně úspěšně mohli navázat
i touto další. Samozřejmě, způsob vlastní organizace takového setkání je dnes diametrálně
odlišný od způsobů, které pamatují příslušníci starší a nejstarší generace. Profesionální firmy kvalifikovaně zajišťují většinu nevědeckých činností. Ovšem i tak toho zbývá na vlastní
práci vědeckých pracovníků nemálo. Přitom jsme si vědomi, že uspořádání velké konference „doma“ má svoje nevýhody: Za prvé již zmíněná nemalá část práce a času na úkor
vlastní výuky a vědy, za druhé pak absence cesty do turisticky zajímavé lokality. Ale dovolím si připomenout i nepominutelné kladné stránky, z nichž k nezaplacení bývá návštěva
zahraničních kolegů v našich laboratořích a také objevná prezentace úrovně vlastní vědy
nebo i architektury, dějin a kultury. Zase doporučuji k seznámení se s jednotlivými částmi
příslušné kapitoly. A pokud to kohokoliv podnítí k aktivní účasti při organizaci, bude vítán či
vítána. Samozřejmě za předpokladu, že letošní kongres FESPB konaný v červenci nám tuto
organizaci pro rok 2016 přidělí.
Také další kapitola si zaslouží Vaši dobrou pozornost – „Dny mladých“, které se letos budou
konat v Brně. Abstrakta publikovaná v této části Bulletinu mohou leckoho zaujmout možností nové spolupráce, získání nového člena nebo členky výzkumného týmu nebo třeba
4
Editorial
i jen podněty pro pozvání některých doktorandů k přednášce na katedrovém či ústavním semináři.
Z tradičních, byť už spíše zádumčivých, oblastí připomínám vzpomínku na paní Dr. Dagmar
Dykyjovou a paní doc. Zdeňku Slavíkovou.
Sám ještě připojuji zprávu, že v závěru loňského roku také zemřel profesor Z. Laštůvka, dlouholetý vedoucí Katedry fyziologie rostlin Přírodovědecké fakulty tehdejší Univerzity J. U. Purkyně (nyní Masarykova) v Brně. Jakkoliv vzpomínky mnoha jeho studentů nejsou vždy jednoznačné (ostatně, kdy bývají?), tak snad se v příštím čísle Bulletinu objeví podrobnější informace. Přeci jen ve své době vypracoval na své katedře vynikající systémy hydroponického pěstování rostlin se zajímavými výsledky z oblasti minerální výživy rostlin atd.
Poměrně velmi chudá je kapitola informující o obhájených diplomových a disertačních pracích.
Proč asi nemáme zájem o tuto propagaci?
Snad mě tento stručný přehled tohoto čísla Bulletinu opravňuje k tvrzení, že pestrost výkyvů
počasí jakoby korelovala s košatostí aktivit naší profesní organizace. Prosím, nahlédněte
podrobněji do jednotlivých kapitol. Snad mi pak dáte za pravdu i v tom, že můj úvod je jen
vybledlým stínem barevné košatosti života České společnosti experimentální biologie rostlin.
Krásné léto. Také podzim. A pak zimu a nové začátky.
Červen 2012.
Lubomír Nátr
Vážení a milí,
dovolte mi pár drobných poznámek úvodem motivovaných úhlem pohledu do budoucna.
V příštím roce 2013 se bude konat 11. Konference experimentální biologie rostlin (11. KEBR)
na Univerzitě Pavla Jozefa Šafárika v Košicích na Slovensku pod vedením prof. Miroslava Repčáka. Dny studentů v oboru experimentální biologie rostlin v r. 2013 „The 11th International
Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology“ budou organizovány jako doprovodná konference 11. KEBR v Košicích a organizační pomoc košickým kolegům předběžně přislíbili
i bratislavští kolegové z Univerzity Komenského pod vedením Alexandra Luxe. Doufám, že od
slovenských kolegů již brzy budeme vědět data konání a že se sejdeme ve velkém počtu na
obě dvě akce. Letošní 10. konference studentů se koná v Brně pod taktovkou Borise Vyskota
a konference se účastní přes 120 účastníků (!). Je to nesmírně potěšivé – děkujeme brněnským organizátorům! Laťku se podařilo dát hodně vysoko, jak uvidíte ze sborníku akce
v tomto čísle Bulletinu ČSEBR a FS SBS, a přejeme organizátorům v příštím roce, aby se jim
dařilo neméně.
V letošním roce uplyne 155 let od světově první habilitace v oboru rostlinné fyziologie, habilitace Julia von Sachse na tehdejší Karlo-Ferdinandově univerzitě v Praze. ČSEBR se snaží toto
výročí připomenout i pro popularizaci našeho oboru. Uvítáme vaše zapojení – více
v Aktualitách ČSEBR v tomto čísle.
Česká botanická společnost, ze které naše společnost vzešla, letos slaví 100. výročí svého založení. Její předseda, Lubomír Hrouda, nám tlumočí pozvání na jubilejní X. sjezd ČBS – je na
následující straně hned za úvodníkem Jana Krekuleho. Snad je předzvěstí užší spolupráce rostlinných biologů v obou vědeckých společnostech. Jistě mohu za členy ČSEBR tlumočit ČBS
přání hodně zdaru a vzkaz, že jsme otevřeni spolupráci a těšíme se na společná setkání.
Ať se daří!
Jana Albrechtová
5
Editorial
Post scriptum elongatum
Oproti dřívějším žánrům doprovodných textů Lubošových úvodníků jsem zvolil, milé kolegyně
a milí kolegové, tuhle nestandardní formu. Lépe odpovídá připomínce (upomínce?), jíž mám
na mysli. Je léto na jehož konci slaví naše mateřská organizace Česká botanická společnost
sto let od svého založení. Téměř celou druhou polovinu minulého století jsme představovali
jako Fyziologická sekce jeden z jejích údů. V podstatě poklidný epifytní vztah. Částečně cizorodý útvaru opírající se o mohutný kmen pravověrných botaniků. Méně administrování, pravda, i méně činnosti. Byly zaznamenány, zůstaňme u té terminologie, i jakési nesmělé mutualistické tendence. Občasný výskyt přednášky s fyziologickou tématikou v pravidelných podzimních či jarních cyklech ČBS. Někdy v osmdesátých letech i mezioborový seminář v objektu
v Riegrových sadech, demonstrující společné či příbuzné zájmy metodologické i přesahy tematické. Celkem ani souznění, ani odcizování, občas pocit vzájemné inerce, která tak domácky specifickým způsobem oddělovala (odděluje?)pražská pracoviště horní (Viničná) od dolních
(Benátská). Počátkem devadesátých let přišla do všech oblastí zasahující funkční diferenciace,
abych si vypůjčil ze slovníku Václava Bělohradského. Narůstající autonomie, svébytnost jednotek státních, veřejného života, profesních, ale i nová dělení vědních území, specializace. A tak
jsme rozdělili stát i vydělili fyziology. Nemnozí, jako pisatel, zůstali sedět na dvou židlích. Nešlo o koncepční či principiální důvody, ale pragmatický zájem zůstat ve spojení s těmi, kdož
kromě jiného za rostlinami do přírody chodí, umí je pojmenovat a rádi o nich hovoří. Amatérský zájem. V roce 2008 vznikl v definitivní, tj. dnešní, podobě ČSEBR o jehož úspěšných aktivitách viz výše. Zatím tedy vše v pořádku. Ne tak docela. V mezidobí jsme se spíše přiblížili.
Společně obcujeme s genomikou, na botanické straně se ve zvýšené míře vyskytují ekofyziologické etudy, společně používáme matematických modelů, lze pokračovat. Ten zvyšující se
potenciál vzájemných podnětů a motivací je jistě využíván ve spolupráci na konkrétních projektech a nenutí k pseudoaktivitám zastřešujícím profesní organizace. V jedné věci máme ale
společnou odpovědnost. Kdo jiný by měl veřejnosti demonstrovat (tiše dodávám i politikům)
význam nejrůznějších aspektů života rostlin pro udržitelnou existenci našeho druhu, našeho
prostředí, kdo jiný by měl verbovat mladé adepty ke studiu rostlin. Zní to banálně, ale není to
banalita. Domnívám se, že by ČSEBR měla projevit více zájmu o dění u sousedů a koordinovat
s nimi některé aktivity společenského zájmu, jejichž příklady nalezne čtenář i v tomto úvodníku. (Drobné varování: zatím se nepodařilo ani časově koordinovat konání jubilea ČBS
s „našimi“ Dny mladých v Brně, vzájemně se ruší). V tuto chvíli popřejme naší matce ČBS
úspěšné prožití jubilea, úspěchy v další práci a vyjádřeme ochotu podílet se na společné res
publica botanica (neskloňuji). Osobně i poděkování, že nás občas kolegové „botanici“ z našich
modelových situací vyvedou do reálné přírody.
Jan Krekule
Česká botanická společnost, jejíž součástí byla ČSEBR jako fyziologická sekce v létech 19721992, oslaví v letošním roce 100. výročí svého založení. Vrcholnou událostí jubilejního roku
bude X. sjezd ČBS na téma „Nové poznatky o flóře a vegetaci střední Evropy a o jejich změnách“, který se uskuteční od 3. do 7. září 2012 v Praze. K datu sjezdu jsou směřována též
jubilejní čísla mezinárodního vědeckého časopisu Společnosti Preslia a odborného biologického časopisu Živa. Preslia uveřejní zásadní články týkající se historie, přehledy flory a vegetace,
inovovaný Červený seznam a Checklist české flóry. Čtvrté, rozšířené číslo letošní Živy se zabývá historií i současností botanických oborů, vlivem českých botaniků v minulosti ve světě
i současnými projekty, kterými čeští vědci přispívají k výzkumu různých částí světa. Jak Preslia, tak Živa budou k zakoupení i samostatně. Více na http://web.natur.cuni.cz/CBS.
Lubomír Hrouda
6
Aktuální zprávy ČSEBR
Aktuality ČSEBR
1.
ČSEBR spolupořádá dny mladých studentů v oboru experimentální biologie rostlin
„The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology“.
Letos se konají v Brně 3.-5. září pod patronací prof. Borise Vyskota. Hlavní pořadatel
je Biofyzikální ústav AVČR, v.v.i., dále Biomania. Více od str. 47.
2.
ČSEBR kandiduje na pořádání kongresu Plant Biology Congress FESPBFESPB -EPSO 2016.
Kandidaturu vypracovává za výbor ČSEBR Jiří Šantrůček a Jana Albrechtová, jednotlivé kroky jsou konzultovány s Výborem ČSEBR. Pro kandidaturu byla zvolena
v poptávkovém řízení firma GUARANT INTERNATIONAL s.r.o. Kandidatura byla prezentována na Plant Biology Congress, 28.7.-3.8. 2012 ve Freiburgu.
Kandidatura byla podpořena primátorem Hlavního města Prahy panem doc. Bohuslavem Svobodou, děkanem Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze prof. Bohuslavem Gašem, rektorem České zemědělské univerzity prof. Jiřím Balíkem, ředitelem botanického ústavu AVČR, v.v.i. Dr. Miroslavem Vosátkou, ředitelem Ústavu experimentální botaniky AVČR, v.v.i. Dr. Martinem Vágnerem a rektorem Jihočeské Univerzity prof. Liborem Grubhofferem. Zkrácená verze kandidatury je dostupná na:
http://www.csebr.cz/aktuality/soubory/kandidatura.pdf. Více na str. 40.
3.
ČSEBR přispěla k Odhalení pamětní desky profesoru Bohumilu Němcovi v rodné obci
Prasek. Dne 16.6. 2012 byla v rodné obci Prasek odhalena pamětní deska profesoru
Bohumilu Němcovi, nestoru české a slovenské anatomie a fyziologie rostlin. ČSEBR
podpořila tuto aktivitu i drobným finančním přispěním. Zástupcem naší vědecké
oborové komunity byl na slavnostním
aktu Jan Krekule, poslední doktorand
profesora Němce. Na slavnosti byl též
přítomen další člen naší společnosti Jaromír Kutík v zastoupení Katedry experimentální biologie rostlin PřF UK, který
přečetl slavnostní zdravici od Jany Albrechtové.
4.
ČSEBR se jako asociovaná společnost
EPSO zapojila významně do organizace Dne (týdne) fascinace rostlinami 18.5.2012
organizovaného celoevropsky EPSO. Více na webu ČSEBR http://www.csebr.cz/
a oficiálních stránkách EPSO http://www.plantday12.eu/. ČSEBR je jednou ze signatářských společností MoU http://www.epsoweb.org/partnerships/relations. Za ČSEBR
byli hlavními koordinátory v České republice Jan Kolář a Jana Albrechtová – o průběhu akce více na str. 22.
5.
ČSEBR připomíná 155. výročí habilitace Julia von Sachse na tehdejší KarloKarloFerdinandově univerzitě v Praze, světově první habilitace v oboru rostlinné fyziologie.
V r. 2011 ČSEBR nabídla zhotovit pamětní artefakt věnovaný Juliu von Sachsovi
v prostorách či exteriéru PřF Univerzity Karlovy v Praze. PřF UK projevila o tento artefakt zájem a v současnosti je třeba dojednat podobu a umístění díla. V nadcházejícím
období ČSEBR ocení sponzorské dary na zhotovení díla – jeho odhalení bude předpokládaně realizováno v r. 2013 – více na http://www.csebr.cz/sachs/index.html. Hlavním organizátorem této aktivity je Jan Krekule s podporou Jany Albrechtové.
ČSEBR připravila na akci Dne Fascinace rostlinami konané v Botanické zahradě PřF UK
v Praze stanoviště věnované Juliu von Sachsovi „Výlet k počátkům fyziologie rostlin:
7
Aktuální zprávy ČSEBR
Víte, kde vznikla rostlinná fyziologie? V Praze!“. Julius Sachs žil v Praze v letech 1851–1859 v rodině
Jana Evangelisty Purkyně. Za akcí stojí mladí členové ČSEBR Zuzana Kubínová, Stanislav Vosolsobě
a Jan Martinek z Katedry experimentální biologie rostlin (KEBR) PřF UK a „tradiční“ členové Jan Kolář
a Jan Krekule.
Jan Kolář ve spolupráci s Janem Krekulem připravil článek o Juliu von Sachsovi na web PřF UK
(http://www.prirodovedci.cz/biolog/clanky/vedni-obor-ktery-vznikl-v-praze-pribeh-julia-von-sachse):
"Vědní obor, který vznikl v Praze. Příběh Julia von Sachse“.
6.
Lubomír Nátr obdržel dvě prestižní ocenění za knihu "Příroda, nebo člověk? Služby ekosystémů" nakladatelství Karolinum: Cenu Josefa Hlávky za nejlepší knihu v oblasti živých věd v r. 2011 a Cenu
rektora Univerzity Karlovy v Praze za nejlepší vědeckou publikaci v r. 2011. Více na str. 27 a na
webu http://www.natur.cuni.cz/fakulta/aktuality/dve-oceneni-pro-knihu-profesora-natra-o-sluzbachekosystemu (Zprávu napsal Jan Kolář). Laudatio knihy napsal prof. František Vyskočil. Více na str.
30.
7.
Další celostátní seminář ve Viničné pořádaný ČSEBR a Katedrou experimentální biologie rostlin PřF
UK se bude konat 8. ledna 2013. Seminář chceme věnovat tématu: „Na cestě buněčné biologie rostlin – 80 let od narození prof. Karla Beneše“. Detaily o semináři budou uveřejněny na odkazu http://
kfrserver.natur.cuni.cz/studium/anatomie.html.
8.
V příštím roce 2013 se budou konat 11. Dny experimentální biologie rostlin (11. KEBR) na Univerzitě
Pavla Jozefa Šafárika v Košicích na Slovensku. Konference bude probíhat v rámci série konferencí
našeho oboru, které jsou organizovány v centrech rostlinné biologie v České republice a na Slovensku a kterých je ČSEBR spoluorganizátorem. Štafetu předáváme z Prahy, kde se konala konference
10. KEBR v září 2010 (http://www.csebr.cz/kebr/index.htm). Organizaci přislíbili kolegové z Košic
pod vedením prof. Miroslava Repčáka.
9.
Dny mladých studentů v oboru experimentální biologie rostlin v r. 2013 „The 11th International Ph.D.
Student Conference on Experimental Plant Biology“ budou organizovány jako doprovodná konference 11. KEBR v Košicích. Kromě košických organizátorů pod vedením Miroslava Repčáka přislíbili pomoci i bratislavští kolegové z Univerzity Komenského pod vedením Alexandra Luxe.
Novinky na webových stránkách ČSEBR
Na webových stránkách společnosti (http://www.csebr.cz/index.html) můžete nahlédnout do aktualizované
databáze členů (http://www.csebr.cz/csebr/clenove.html). Naleznete tam také kalendář konferencí a dalších důležitých událostí a zajímavých akcí, předchozí čísla Bulletinu ČSEBR FS SBS a rovněž Newsletter ČSEBR. Jste zváni k přispívání na webové stránky naší společnosti. Aktuality a zprávy k uveřejnění posílejte na
[email protected] – správcem webu je Lenka Dvořáková.
Komunikace uvnitř ČSEBR:
Oznámení všem členům ČSEBR (o seminářích, akcích, atd.) je možno psát na hromadnou e-mailovou adresu: [email protected] Hromadná adresa pro výbor ČSEBR je: [email protected], pro komunikaci s ČSEBR je
e-mail: [email protected] administrovaný Hanou Ševčíkovou a Zuzanou Kubínovou. Pro komunikaci se studenty, kteří jsou členy ČSEBR, můžete použít adresu [email protected] Pro zasílání informací pro aktualizaci webu a příspěvků do „Newsletteru“ společnosti používejte adresu [email protected] - administruje Lenka
Dvořáková.
Členské příspěvky
Pokud jste tak ještě neučinili, prosíme o zaplacení ročních členských příspěvků (500 Kč / 250 Kč - studenti). Informace o stavu plateb a podklady k platbě (číslo účtu, variabilní symbol) naleznete na stránkách
ČSEBR: http://www.csebr.cz/csebr/clenstvi.html. Seznam je aktualizován vždy na začátku čtvrtletí. Pokud
by vás zajímala aktuálnější informace, neváhejte se obrátit na email: [email protected] a my vám rádi zodpovíme všechny otázky.
8
Seminář J. Glosera
Úvodem – několik souvislostí
Podle mnoha ohlasů se výbor České společnosti experimentální biologie rostlin i vedení Katedry experimentální biologie rostlin Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze domnívají, že půldenní semináře věnované významným osobnostem našich vědních oborů nebo
atraktivním aktuálním tématům jsou vítaným a jedinečným příspěvkem do bohatého programu seminářů a konferencí.
Letošní květnový seminář spojoval jak jubileum nepominutelné osobnosti rostlinné fyziologie
– sedmdesátiny profesora Jana Glosera – tak i atraktivní téma – rostliny v podmínkách chladu, sněhu a ledu v polárních oblastech.
Jako organizátoři jsme však chtěli podpořit další záměr. Zdá se nám, že vědecká či myšlenková vzdálenost mezi Brnem a Prahou je velmi proměnlivá. Často jsou to vzdálenosti prakticky
nerozlišitelné od nulové, ale někdy ještě jako by obě významná vědecká centra byla lokalizována na různých kontinentech. Proto jsme chtěli, aby většinově „brněnská“ odborná náplň
podpořená početnou přítomností moravských kolegů v Praze zazněla nepřehlédnutelným způsobem.
Předchozím odstavcem jsem rozhodně nechtěl naznačit, že v době, kdy celý svět je na dosah
ruky, tedy letadla a internetu, tak brněnští a pražští experimentální biologové rostlin se setkávají jen při náhodných toulkách nevýraznými cestičkami. Pokud se však v tomto ohledu zásadně mýlím, webové stránky ČSEBR i příští číslo tohoto Bulletinu je k disposici pro Vaše názory.
Vše ostatní o tomto semináři je na dalších stránkách. Nechť Vás zaujmou!
Lubomír Nátr
Jan Gloser
9
Seminář J. Glosera - Pozvánka
10
Seminář J. Glosera
Cesty a křižovatky – stručný přehled odborné činnosti prof. Glosera
Úvodní slovo na Semináři ČSEBR k životnímu jubileu prof. Glosera
Miloš Barták
Tento příspěvek je spíše než přehledem vědecké kariéry prof. Jana Glosera volně komentovaným příběhem tak, jak si jej pamatuji z vlastní zkušenosti a z vyprávění Jana a jeho kolegů. Po absolvování vysoké
školy se Jan na půdě Akademie věd začal specializovat na problematiku měření produkčních procesů
u různých typů přirozené vegetace. Tak začal Janův celoživotní odborný příběh, ve kterém studium fotosyntézy a vodního provozu rostlin vždy hrálo důležitou roli. V té době se bezpochyby počala formovat
i jeho láska k přístrojové měřicí technice, která ho v následujících letech doprovázela v mnoha odborných projektech. Na půdě tehdejšího Ekologického oddělení se sešel vynikající kolektiv zapálených pracovníků, který se zapojil především do dlouhodobého komplexního programu IBP (International Biological Program). V tomto období se utvářel další významný aspekt Janovy profesní dráhy, tj. jeho zaměření
na ekologickou fyziologii rostlin. Předmětem jeho odborného zájmu byla tehdy fotosyntéza a produkce
lučních porostů a rákosin.
Samostatnou kapitolou jsou Janovy dlouhodobé pracovní pobyty na Kubě, kam se opakovaně vracel,
aby na půdě Botanického ústavu Kubánské akademie věd vedl komplexní ekologický výzkum vegetace
savan. Při výzkumu se spolu s kubánskými spolupracovníky zaměřil na detailní terénní mikroklimatická
měření společně s měřeními fyziologických procesů dominantních druhů rostlin. Zároveň se během těchto pobytů věnoval i průzkumu endemických druhů, které se vyskytují v odlehlých částech Kuby, v lidskou činností nepozměněných přirozených ekosystémech. Během těchto terénních prací se rozvinula
Janova další láska, utvářená již od jeho studentských let, a to poznávání a pěstování epifytních druhů
rostlin včetně endemických orchidejí a bromelií, které se mu stalo celoživotním koníčkem.
Zaměření na ekofyziologický výzkumu rostlin pokračovalo i po Janově přechodu z Akademie věd ČR na
půdu Masarykovy univerzity v Brně. Na půdě Katedry fyziologie a anatomie rostlin, jejímž vedoucím se
záhy stal, se zaměřil na vliv přirozeně i antropogenně acidifikovaných horských stanovišť na růst a rozvoj travní vegetace a semenáčků lesních dřevin. Projekt byl řešen jak v terénu (Moravskoslezské Beskydy), tak v řadě laboratorních experimentů probíhajících v řízených podmínkách prostředí. Cílem bylo
kvantifikovat rychlost příjmu živin, zejména nitrátového a amonného dusíku, v podmínkách silně kyselých půd. V širším kontextu projekt přispíval k odhalení příčin hynutí lesních porostů a změn druhového
složení vegetačního krytu na odlesněných plochách. Janův ekofyziologický přístup se plně uplatnil i ve
studiu dalších odborných problémů, například při výzkumu vlivu zvýšené koncentrace CO2 v ovzduší na
fotosyntézu, růst a produkci zemědělských plodin i volně rostoucích druhů rostlin. Rovněž matematické
modelování produkce rostlin patří mezi jednu z méně známých Janových odborných cest, při nichž aplikoval zásady ekofyziologického výzkumu.
Důležitou křižovatkou a následným přesměrováním odborného zájmu byl pro Jana konec devadesátých
let, kdy dostává nabídku účastnit se mnohaoborového projektu zaměřeného na ekologii pobřežních deglaciovaných oblastí Antarktidy. V rámci tohoto projektu formuloval základy dlouhodobých ekofyziologických měření antarktických mechů a lišejníků a od roku 1999 se účastnil expedic do různých oblastí Antarktidy (King George Island, Galindez Island, James Ross Island).) Během terénních pobytů v Antarktidě
se zaměřil na druhovou diverzitu vegetace a studium limitních faktorů fyziologických procesů lišejníků
a mechů. Lišejníkům se věnoval i na opačné straně zeměkoule během dvou expedic do lokality Petunia
Bukta na souostroví Svalbard. Je mi ctí a potěšením uvést, že právě Janovým odborným aktivitám na
poli ekologické fyziologie polárních rostlin je věnován dnešní seminář ČSEBR, pořádaný na půdě Katedry
experimentální biologie rostlin PřF UK.
11
Seminář J. Glosera
PŘÁNÍ PRO PROF. Dr. JANA GLOSERA K JEHO SEDMDESÁTINÁM
15. května 2012
Milý pane profesore,
když jsme se setkali začátkem 60. let na brněnském oddělení Botanického ústavu ČSAV, začínal Mezinárodní biologický program, který vnesl podstatné oživení ekologie do přírodních věd. Pojem ekosystém se
stal zaklínadlem pro všechny terénní výzkumy, kterých jsme se s požehnáním SPZV (Stát. plán základního výzkumu) zúčastnili. Protože model ekosystému se odvíjel od primárních producentů, dala se obec
botaniků do zkoumání rostlinné produkce. Odběry biomasy nadzemní i podzemní, energetické kalkulace
byly metodicky schůdné a běžně prováděné, chyběly ovšem definice procesů, které tyto stavové jednotky vytvářely. Zde se otevřelo hřiště pro Vaše ekofysiologické postřehy a analýzy klíčových druhů
v ekosystémech. Od stepní vegetace jsme se přesunuli k žírným loukám jižní Moravy a potom
k podhorským loukám u Kameniček. Ve všech těchto biotopech jste kladl diskrétní otázky dominantním
travám a získával odpovědi o jejich ekologické stratégii, proč jsou úspěšné právě zde. Ke knižním syntézám našich projektů jste přispíval vždy kauzalitou vztahů mezi vnějšími faktory a vlastnostmi určujících
dominant, což našim výzkumům dodávalo věrohodnosti.
Při dnešním jubilejním semináři musím vzpomenout s díkem na Vaši vždy perfektní luční spolupráci, která sice předcházela Vaší sukulentní i antarktickou etapu, ale stala se podnes etalonem pro mnoho dalších ekosystémových studií. Ekologická fysiologie je totiž velmi vzácné koření a nauka o „whole plant
physiology“ zmizela pod přílivem molekulárních metod dnes už téměř úplně. Snad se v budoucnu objeví
ještě zájem o život rostlin v moderní podobě, jak jej kdysi hlásal Molisch (Pflanzenphysiologie als Grundlage der Gärtnerei), u nás Bohumil Němec a Vladimír Úlehla a přeji Vám kromě radosti z poznávání také
radost z rozdávání naší milé nauky o životě rostlin, kterou nepochybně naše ekofysiologie rostlin je
a bude.
Toto povídání, spolu s přáním stále stimulačního domácího zázemí, Vám posílá k Vašemu životnímu jubileu
Milena Rychnovská
Jan Gloser
12
Přání
Milý Honzo,
blahopřejeme Ti k letošnímu životnímu jubileu také jménem členů České společnosti experimentální
biologie rostlin. Dovolujeme si vyjádřit Ti uznání za obdivuhodný objem a kvalitu publikací, jichž jsi
autorem.
Chceme při této příležitosti připomenout Tvoje vynikající popularizující práce. Tvým houževnatým
přičiněním se nejen odborná komunita ale i zvídavá veřejnost může dovídat o neznámých oblastech
blízko pólů, ale zejména o tom, jak to tam kdesi v mrazu a sněhu ty rostliny zvládly, zvládají a zvládat
nepochybně budou.
Při příležitosti dnešního vědeckého semináře, který by prostě bez Tebe a Tvého díla nebyl, Ti přejeme
zdraví, osobní pohodu a nikdy nekončící vědeckou tvůrčí zvídavost.
Lubomír Nátr
Jménem České společnosti experimentální biologie rostlin
Vážený pane profesore,
členové a studenti Katedry experimentální biologie rostlin Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy si
Vám dovolují blahopřát k Vašemu významnému životnímu jubileu.
Sedmdesátiny jsou více než dostatečným důvodem pro každého člověka, aby si je v pohodové
atmosféře oslavil v kruhu své rodiny a se svými přáteli. Sedmdesátiny významného vědce jsou pak
jedinečnou příležitostí, aby také jeho kolegyně a kolegové mu upřímně blahopřáli. V tomto případě to
není jen blahopřání, ale také vyjádření poděkování a uznání k Vaší vědecké práci, která se věnovala
převážně ekofyziologickému výzkumu. Vnímáme Vaši osobnost jako jednoho z významných představitelů
sesterské katedry na Masarykově Univerzitě v Brně.
Přejeme Vám dobré zdraví, radost i pohodu v osobním životě.
Jana Albrechtová
Jménem Katedry experimentální biologie rostlin PřF UK v Praze
13
Seminář J. Glosera
Jak může fyziologie rostlin přispět k řešení ekologických problémů
v polárních oblastech?
Jan Gloser
Polární oblasti, tedy rozsáhlá bezlesá území za
polárním kruhem na severní i jižní polokouli, působí na první pohled velmi pustě a pro biologa
vcelku nezajímavě. Přesto zájem o jejich výzkum
má stále stoupající tendenci. Jsou zde totiž zachovalá původní společenstva vysoce odolných
organismů v přehledně organizovaných ekosystémech, což usnadňuje jak poznávání základních
ekologických vztahů, tak i indikaci možných globálních změn klimatu.
Výzkum terestrických ekosystémů jižních polárních oblastí je omezen na plošně velmi úzké nezaledněné okraje antarktického kontinentu, které
kromě extrémně malé druhové rozmanitosti jsou
i velmi obtížně dostupné. Proto naprostá většina
ekologických prací s polární tématikou byla
a stále je soustředěna do severních oblastí,
označovaných souhrnným názvem Arktida. Velká
část Arktidy je sice také zaledněna, přesto na
severních výběžcích přiléhajících kontinentů se
nalézají velmi rozsáhlé plochy specifického biomu polární tundry. Tundrová společenstva rostlin
i jiných organismů jsou přitom rozmanitější na
severním okraji amerického kontinentu než na
severu Eurasie, což je do značné míry podmíněno rozdílností orografickou a klimatickou.
Systematický průzkum rostlinstva Arktidy probíhal již v 19. století. Na floristiku velmi záhy navazovaly studie fytogeografické, které postupně
svým záběrem přesahovaly tradiční zjišťování
areálů rozšíření jednotlivých druhů a vedly až
k popisu gradientů druhové diversity a typů morfologických adaptačních znaků v závislosti na
stoupající zeměpisné šířce a na lokálním
(azonálním) typu prostředí. To už byl jen krůček
ke skutečným ekologickým výzkumům, které lze
datovat zhruba od počátku 20. století, při kterých byly již velmi podrobně zkoumány vazby
mezi výskytem a prosperitou jednotlivých druhů,
populací či společenstev polární tundry a faktory
prostředí.
Ekologický výzkum, a to nejen v polárních oblas-
tech, měl zprvu čistě observační charakter. Avšak
ani velké soubory terénních dat hodnocené sofistikovanou matematickou analýzou nedávaly spolehlivou odpověď na otázky týkající se příčinných
souvislostí pozorovaných jevů, neboť chyběla
znalost vnitřních, funkčních mechanismů reakce
rostlin na působení vnějšího prostředí. K zapojení
rostlinných fyziologů, kteří by mohli ekologům
v tomto směru zásadně pomoci, docházelo však
jen velmi zvolna. Vyplývalo to částečně z přesvědčení, že exaktní fyziologie může být rozvíjena
jen jako laboratorní věda, ale hlavně chyběla
vhodná měřící technika spolehlivě fungující
i v terénních podmínkách.
To však už dávno není pravda. Ekologická fyziologie je v současné době velmi rozvinutým a perspektivním vědním oborem disponující nejen bohatým arsenálem přesných kompaktních přístrojů, ale i rozmanitými možnostmi koncepčních přístupů, které jsou plně kompatibilní s potřebami
ekologů. Stačí snad uvést pár příkladů:
• máme velmi dokonalou a snadno dostupnou
techniku pro dlouhodobé monitorování změn abiotických faktorů prostředí,
• jsou vypracovány metody pro nedestruktivní
měření významných fyziologických procesů na
velkých pokusných plochách (aerodynamické měření výměny plynů, analýza spektrální reflektance…),
• máme k dispozici metody umožňující integrovat
průběh některých fyziologických procesů za delší
časový interval (např. analýza izotopových poměrů),
• jsme schopni realizovat terénní experimenty
s reprezentativními vzorky vegetace, při kterých
dlouhodobě měníme některý z faktorů prostředí
(např. teplotu, množství dopadajícího UV záření,
koncentraci CO2 ve vzduchu, obsah živin v půdě…) a sledovat dopad těchto změn na rostliny.
• terénní měření se často provádějí paralelně
s detailní analýzou podstaty adaptačních mecha14
Abstrakta vybraných příspěvků
nismů v laboratorních podmínkách.
V současné době probíhá v polárních oblastech
více než sto různých výzkumných projektů s ekologickou tematikou, ať už na národní či mezinárodní úrovni. V mnoha z nich hraje studium ekofyziologických aspektů klíčovou roli. Nelze si však
nepovšimnout dvou hlavních, poněkud se rozcházejících tendencí:
• na organismové úrovni se provádí stále detailnější analýza mechanismů odolnosti ke stresovým faktorům u významných druhů polární tundry (mrazuvzdornost, tolerance hypoxie, dehydratace, fotodestrukce…), a to včetně využívání metod molekulární biologie.
• na úrovni populací a porostů je hlavní zájem
soustředěn na výzkum změn vegetace pod vlivem právě probíhajících či očekávaných změn
prostředí, jako je zvyšování teploty (např. dlouhodobý projekt International Tundra Experiment), a na úlohu vegetace v řízení toků plynů
(oxid uhličitý, metan, vodní pára …).
Výzkumné aktivity v polárních oblastech jsou
koordinované mezinárodními vědeckými výbory,
jejichž členem je i naše republika (International
Arctic Science Commitee, International Scientific
Commitee on Antarctic Research). Předpokladem
k provádění dlouhodobého výzkumu v polárních
oblastech jsou dobře vybavené výzkumné
stanice. V Antarktidě byla česká stanice vybudována na ostrově Jamese Rosse, v Arktidě se
zřízení stanice teprve připravuje na souostroví
Svalbard.
Závěrem bych se rád zmínil o zvláště žádoucích,
perspektivních oblastech uplatnění fyziologie rostlin v ekologickém výzkumu polárních oblastí.
1) Sotva lze pochybovat o potřebě dalšího detailního studia fyziologických procesů u plejády druhů dosud nedostatečně prozkoumaných. Při těchto výzkumech (na úrovni individua) by bylo velmi
potřebné, kromě stále hlubší analýzy mechanismu
adaptací ke stresovým faktorům a měření rychlosti metabolických procesů (fotosyntézy, respirace), věnovat zvýšenou pozornost také:
- hospodaření s přijatými zdroji (uhlík, minerální
živiny),
- regulaci růstových a vývojových procesů, vedoucích k utváření fenotypu.
2) Hlavní zájem obecně ekologického výzkumu
bude nepochybně i nadále směřovat k vysvětlování probíhajících změn rostlinné složky ekosystémů a k predikci možného dalšího vývoje. To
ovšem předpokládá mít také komplexní znalosti
o chování rostlin na úrovních vyšších než je organismová (populace, společenstva). Právě na těchto úrovních se totiž nejčastěji rozhoduje o zachování určitého druhu (ne tedy pomíjivého individua) na daném stanovišti. Populační dynamika
má obvykle dlouhodobý průběh a je často závislá
na mechanismech, které byly dosud při ekofyziologických výzkumech značně zanedbávány. Patří
k nim např. reprodukční procesy (včetně regulace
klíčivosti semen či tvorby odnoží) či schopnost
vytvářet funkčně odlišné ekotypy. Zvláště málo
prozkoumaná je pak celá složitá problematika
biotických interakcí.
Prof. RNDr. Jan Gloser,
Gloser CSc.
narozen 1. dubna 1942 v Příbrami na Moravě, ženatý, 2 děti, bydliště v Zastávce u Brna.
Studium, zaměstnání:
1959-1964 studium biologie na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně
1964-1990 Botanický ústav ČSAV Brno (stipendista, aspirant, vědecký pracovník)
1991-1996 Masarykova univerzita (docent fyziologie rostlin)
1996 - dosud Masarykova univerzita (profesor fyziologie rostlin)
Hlavní odborné zájmy:
Ekofyziologické studium produkčních procesů (fotosyntéza, respirace) u různých typů vegetace (stepi, savany, louky, mokřady),
matematické modelování produkčních procesů v porostech. Studium stresových reakcí lišejníků a rostlin v polárních oblastech s
využitím nedestruktivních biofyzikálních metod (gazometrie, spektrální reflektance).
Pedagogická aktivita v současné době (semestrální přednášky na PřF Masarykovy univerzity)
Fyziologie rostlin, Biologie rostlin, Fyziologická ekologie rostlin.
15
Seminář J. Glosera
Ekologická úloha sinic a řas v polárních ekosystémech
Josef Elster
Josef Elster1,2, Otakar Strunecký1,2, Jana Kvíderová1,2 Marie Šabacká1 a 3Lubomír Kováčik
1
Centrum polární ekologie, PřF JU, České Budějovice a
Centrum pro algologie, Botanický ústav AV ČR Třeboň
3
Katedra botaniky, PřF Komenského univerzita, Bratislava
2
Úvod
V pouštních či polopouštních ekosystémech Arktidy a Antarktidy, kde je voda v tekutém stavu
dostupná jen po velmi krátké období polárního
léta nebo je dostupná jen ve formě vzdušné
vlhkosti, hrají bezcévné rostliny (sinice, řasy,
mechorosty, lišejníky) prvořadou úlohu primárních producentů. Jejich podíl zabezpečující vstupy uhlíku, dusíku a energie do ekosystémů
s růstem zeměpisné šířky se zvyšuje. Sinice
a řasy jsou evolučně nejstarší rostlinné organismy, které byly schopny se přizpůsobit extrémním přírodním podmínkám Arktidy a Antarktidy, tj. nedostatku vody v tekutém stavu, nízkým teplotám, velkým teplotním a světelným
sezónním změnám, krátkému vegetačnímu období, nedostatku minerálních živin atd.
Algologové pracující v polárních oblastech si kladou celou řadu otázek, např.:
1. Uplatňují se v polárních oblastech endemické
druhy, které přežily glaciální období, nebo se
jedná o organismy, které do polárních oblastí
v současnosti migrují?
2. Liší se polární druhy svými vlastnostmi od
druhů mírné či tropické oblasti?
Arktida a Antarktida
Polární oblasti (Arktida a Antarktida) se tradičně
považují za ekologicky podobné oblasti.
Z bližšího ekologického pohledu však nacházíme
výrazné rozdíly v historii vývoje těchto dvou
chladných oblastí Země (Elster et Benson,
2000).
Arktida je z hlediska zalednění mladá oblast,
první ledovce se zde začaly utvářet přibližně
před 3 mil. let. V současné době je velká část
území Arktidy odledněná nebo se rychle odledňuje. Největší část Arktidy je tvořena Severním ledovým oceánem, který je propojen mořskými
proudy s mírnou oblastí. Výměna energie pomocí
termohalinního mořského výměníku výrazně
ovlivňuje i proudění vzdušných mas. Tato oceánografická a geofyzikální charakteristika Arktidy
předurčuje, že tato oblast je otevřená výměně
energie a toku genomů mezi mírným a arktickým
pásmem a současně předurčuje, že tato oblast je
náchylná na změny včetně změn klimatu.
Antarktida na druhé straně je zaledněna nejméně 35 mil. let. Ledový příkrov Antarktidy se začal
utvářet zhruba v období, kdy se antarktický kontinent definitivně oddělil od svých kontinentálních
sousedů (Austrálie a Jižní Ameriky). V tomto období se vytvořil kolem Antarktidy tzv. cirkumantarktický mořský proud, který přispěl
k omezení přenosu energie mezi mírnou a antarktickou oblastí. Současný stav zalednění Antarktidy je výrazně odlišný od arktické oblasti,
pouze nepatrné procento terestrické části je odledněné. Cirkum-antarktický mořský proud a na
něj navazující proudění vzdušných mas významně přispívají k energetické a biologické izolovanosti Antarktidy. Izolovanost a větší extrémnost
Antarktidy se projevují na všech úrovních včetně
biologické diverzity a produktivity.
Biogeografie sinic a řas
Jednou z otázek, kterou si biologové kladou, je
zda existují cirkum polární druhy, tj. mikrobiální
druhy stejného nebo velmi blízkého genotypu,
které se současně vyskytují v obou polárních
oblastech. Jinými slovy, zda existují nějaké organismy, které jsou různými vektory pravidelně
16
Abstrakta vybraných příspěvků
přenášeny mezi oběma polárními oblastmi.
V naší prezentaci se zaměříme pouze na oxyfototrofní mikroorganismy, sinice a řasy. Provedli
jsme polyfázickou studii vláknitých oscillatoriálních sinic Phormidium autumnale s.l., které jsme
vyizolovali z různých arktických a antarktických
lokalit. Provedli jsme analýzu 16S rDNA a současně morfologickou studii 26 kmenů. Analýzy
jasně prokázaly, že izoláty z Arktidy a Antarktidy
vytvářejí izolované skupiny mikroorganismů.
Arktické genotypy jsou také rozšířeny do subarktické oblasti, dokonce i do alpínské oblasti střední Evropy (Strunecký et al. 2010). Dále jsme
zjistili,
že
v rámci
arktické
oblasti
(severoamerická
a
euroasijská)
dochází
k častému přenosu genotypů vláknité sinice
Phormidium autumnale s.l., na němž se podílejí
stěhovaví ptáci, driftující led či dřevo, lidé či
vzdušné masy (Strunecký et al. 2012). V rámci
skupiny Phormidium autumnale s.l. se vyskytuje
několik ekologických forem, které jsou adaptované na konkrétní prostředí (sladkovodní, půdníaeroterestrické, glaciální atd.), (Strunecký et al.
2012a). Existence ekologických forem pro různé
typy biotopů byla potvrzena i v Antarktidě.
V Antarktidě za pomoci analýzy 16S rDNA, ITS
a následné metody tzv. analýzy molekulárních
hodin se nám podařilo objasnit, že některé genotypy rodu Phormidium autumnale s.l. pravděpodobně přežívají v Antarktidě od rozpadu prakontinentu Gondwana, a tak pravděpodobně
přežívají glaciální období v některých ze specializovaných biotopů (Strunecký et al. 2012b). Teorie jedinečnosti populací arktických a antarktických genotypů sinic byla podpořena podobnou
studií na souboru kokálních zelených řas
(Chlorella like). Na souboru 22 izolátů z Arktidy
a Antarktidy jsme prokázali, že se mezi tímto
souborem nenacházel žádný genotyp shodný
pro arktickou a antarktickou oblast. Studované
kmeny následně testované na ekofyziologické
vlastnosti prokázaly, že se jedná o psychrofilní či
psychrotolerantní stínomilné organismy (Elster
et al., in prep).
cháním. Na konci arktického či antarktického léta
můžeme ve vyschlých či vymrzlých mělkých mokřadech či na původně vlhké půdě nacházet zbytky kolonií sinic a řas. Již na první pohled je zřejmé, že kolonie prokaryontních sinic (připomínající
navoskované kytičky) jsou pravděpodobně vytrvalé a přežívají zimní období ve vegetativních
stádiích. Na druhé straně eukaryotní řasy po vyschnutí či vymrznutí rychle ztrácejí fotosyntetická
barviva a na dně mělkých mokřadů je nacházíme
ve formě žluté průsvitné, pravděpodobně mrtvé
biomasy. Této biomase v Arktidě eskymáci říkají
„Marťanský papír“ (Elster et Benson, 2000)
V jihoseverním transektu kolem západního pobřeží Antarktického poloostrova od ostrova Adelaide (britská stanice Rothera) až po subantarktické ostrovy (Jižní Geogia) jsme na konci astrálního léta sbírali vymrzlý - vysušený povrch půdy.
Ze vzorků jsme vyizolovali 15 kmenů sinic a 11
kmenů řas. Ty jsme podrobili experimentu, kdy
jsme je zchlazovali na teploty -4 °C, -40 °C, -100
°C, - 196 °C a vysoušeli při teplotě 0 °C a +20 °
C. V následném růstovém testu jsme zjistili, že
cca 93,5 % sinic a 50 % řas přežilo vymrzání
a vysychání (Šabacká et Elster, 2006). Tolerance
k vymrzání je více heterogenní mezi řasami než
mezi sinicemi. Většina sinic přežívala vymrzání,
u eukaryotických řas přežívaly vymrzání jen vybrané druhy. U stresu vysycháním byla situace
odlišná, testované kmeny sinic reagovaly rozdílně
na vysychání, některé přežívaly, jiné uhynuly.
U řas bylo procento přežívání vyšší (Šabacká et
Elster, 2006).
Odolnost k vymrzání a vysychání jsme podobnou
metodou také testovali u souboru jednoduchých
vláknitých řas rodu Klebsormidium, které jsme
vyizolovali z různých oblastí v Arktidě, v Antarktidě a z aeroterestrických biotopů na Slovensku.
Překvapivě jsme nenašli statisticky významné
rozdíly ve schopnosti přežívat vymrzání a vysychání mezi souborem těchto vláknitých řas
(Elster et al. 2008).
Literatura:
Vymrzání a vysychání
Sinice a řasy polárních oblastí jsou dobře adaptovány na stresy způsobené vymrzáním a vysy-
Elster, J. and Benson E.E. 2004: Life in the Polar
Terrestrial Environment a Focus on Algae and Cyanobacteria.
In: B. Fuller, N. Lane and E.E. Benson, (eds.) Life In The
Frozen State. Taylor and Francis, London, pp. 111- 149.
17
Seminář J. Glosera
Elster, J., Degma, P., Kováčik, Ľ., Valentová, L., Šrámková,
K., Pereira, A. B. 2008: Freezing and desiccation injury
resistance in the filamentous green alga Klebsormidium from
the Antarctic, Arctic and Slovakia. Biologia, 63/6: 839-847.
DOI: 10.2478/s11756-008-0111-2.
Elster, J., Shukla S.P., Lepka D., Hodač L., Kvíderová J.,
Adamec L., Fasshauer F., Friedl T. 2012: Phylogenetic and
ecophysiological features of polar Chlorella-like species.
FEMS Micriobial Ecology. In prep.
Šabacká, M. & Elster, J. 2006: Response of cyanobacteria
and algae from Antarctic wetland habitats to freezing and
desiccation stress. Polar Biology 30 (1): 31-37.
Strunecký, O., Elster, J. and Komárek, J. 2010: Relationship
in geographically separate Phormidium like cyanobacteria: Is
there a link between north and south Polar Regions? Polar
Biology 33: 1419-1428, (DOI 10.1007/s00300-010/0834/8).
Strunecký, O., Komárek, J., Elster, J. 2012a: Biogeography of
Phormidium autumnale (Oscillatoriales, Cyanobacteria) at
western and central Svalbard. Polish Polar Research
(accepted).
Strunecký, O., Elster, J., Komárek, J. 2012b: Molecular clock
evidence for survival of Antarctic cyanobacteria 1
(Oscillatoriales, Phormidium autumnale) from Paleozoic
times. FEMS Microbial Ekology, (accepted).
Doc. Ing. Josef Elster, Ph.D.
Narozen:
Zaměstnán:
Dačice, 14. února 1958
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta, Centrum polární ekologie a Botanický
ústav AV ČR, Úsek ekologie rostlin, Centrum pro algologii, Třeboň, Tel. : (420) 384 721156-8, Fax: (420) 384
721136, E-mail: [email protected]
CSc. (Ph. D.) (Botanika)
Postdoktorský pobyt
Docent (Habilitace v hydrobiologii)
1992 – Československá akademie věd, Botanický ústav
(1991-1995) - University of Toronto, Erindale College, Mississauga, Ontario,
Canada
(2005) - Diverzita a četnost sinic a řas v různých biotopech polárních oblastí Masarykova univerzita v Brně
Specializace v ekologii a ekofyziologii sinic a řas, především zaměřená na prostředí s nízkými teplotami a na polární ekosystémy.
Účastník ve 23 polárních expedicích (Antarktida - Jižní Shetlandy, Antarktický poloostrov, ostrov James Ross, belgická stanice
Princess Elisabeth v kontinentální Antarktidě, Arktida – ostrov Ellesmere, Svalbard, Abisko).
Účast v 28 domácích a zahraničních projektech – v některých zodpovědný řešitel.
Vedoucí 3 zahraniční postdoktorských pobytů.
Vedoucí 5 Ph.D. studentů (dva ukončeny), 5 magisterských diplomových prací (všechny ukončeny) a 3 bakalářských prací
(všechny ukončeny).
Pravidelné přednášky na Jihočeské univerzitě v Českých Budějovicích, na Masarykově univerzitě v Brně a na Karlově univerzitě
v Praze.
74 článků v impaktovaných časopisech nebo v mezinárodních knihách.
Editor jedné knihy.
Celkem cca 100 publikací.
Počet citací na Web of Science – 368, H-index – 9, průměrná citovanost – 8,64.
Řešitel projektu MŠMT LM2010009 – Projekt CzechPolar – České polární stanice" Stavba a operační náklady (velké infrastruktury).
Člen redakční rady - ISRN Ecology, Hindawi Publishing Corporation a Czech Polar Reports ISSN: 1805-0689.
Vybrané publikace:
Kopalová, K., Veselá, J., Elster, J., Nedbalová, L., Komárek J., & Van de Vijver, B. 2012: Diatom communities in seepages and
streams on James Ross Island (NW Weddell Sea, Antarctica). Plant Ecology and Evolution, 145 (2): 1-19.
Shukla, S.P., Kvíderová, J., Elster, J. 2011: Nutrient requirements of polar Chlorella-like species. Czech Polar Reports, ISSN 18050689, 1: 1-10
Elster, J. and Kvíderová, J. 2011: Cyanobacteria. In. Encyclopedia of Astrobiology. M. Gargaud, R. Amils, J.C. Quintanilla, H.
James, II. Cleaves, W.M. Irvine, D.L. Pinti and M. Viso (eds). Springer 394-397, DOI 10.1007/978-3-642-11274-4.
Strunecký, O., Elster, J. & Komárek, J. 2011: Taxonomic revision of the fresh-water cyanobacterium „Phormidium“ murrayi =
Wilmottia murrayi. Fottea 11(1): 57-71 (IF= 1.37).
Kvíderová, J., Elster, J. & Šimek, M. 2011: In situ response of Nostoc commune s.l. colonies to desiccation, in Central Svalbard,
Norwegian High Arctic. Fottea 11(1): 87-97, (IF= 1.37).
Taton A., Wilmotte A., Šmarda J., Elster J. & Komárek J. 2011: Plectolyngbya hodgsonii – a remarkable filamentous
cyanobacterium from Antarctic lakes; comparison with related cyanobacterial types. Polar Biology 34: 181-191, (DOI
10.1007/S00300-010-0868-y).
18
Abstrakta vybraných příspěvků
Klima Antarktidy - které faktory je formují? Proč je tak extrémní
a současně časoprostorově stabilní? Jsou jeho změny zneužitelné?
Pavel Prošek
Antarktické klima je výsledkem působení stejných
klimatotvorných faktorů (astronomických, cirkulačních, geografických a antropogenních), jako
klima kterékoliv jiné oblasti na Zemi. Antarktidu
však ovlivňují vzhledem k její poloze na jižním
vrchlíku naší planety značně specificky. Jejich
působením se zde vyvinulo nejextrémnější a mimořádně chladné klima, jež vedlo k jejímu silnému zalednění.
Astronomické faktory, jimiž jsou především oběh
Země kolem Slunce, její vlastní rotace, precesní
a nutační pohyb její rotační osy, jsou v Antarktidě
sice téměř identické s Arktidou a podmiňují specifický režim ozáření zemského povrchu Sluncem
(polární den a polární noc, oddělené intervaly
střídání dne a noci v periodě dne; délka všech tří
period závisí na zeměpisné šířce). Významnou roli
zde však hraje i malý úhel dopadu slunečních
paprsků na povrch Země během polárního léta
(zeslabuje insolaci, je však částečně eliminován
prodlouženým trváním slunečního svitu během
polárního dne) a z něj plynoucí dlouhá dráha pronikání paprsků přes atmosféru, díky níž se zde
zvyšuje pohlcování záření. Radiační zisk je navíc
významně zesilován silnou reflexí od sněhu
(v průměru kolem 70 %) a velkou plochou mořského zámrzu na konci zimy. V období polární
noci klesá zisk energie slunečního záření na nulu
a jedinými zásadními toky energie jsou zde dlouhovlnné vyzařování zemského povrchu a zpětné
(tedy k Zemi orientované) dlouhovlnné záření
atmosféry.
Současné cirkulační faktory jsou výsledkem driftu
kontinentů v geologické minulosti, díky němuž se
Antarktida postupně oddělila od Pangey a posunula se do své polární pozice. Velmi důležitým
momentem driftu bylo paleocenní oddělení Antarktidy od Jižní Ameriky a eocenní oddělení od
Austrálie. Vznikl tak dnešní Jižní oceán, propojující Atlantik, Pacifik a oceán Indický a izolující Antarktidu od teplejší mořské vody nižších šířek. Kolem Antarktidy v něm proudí po směru pohybu
hodinových ručiček vody největšího světového
mořského proudu – tzv. Západního příhonu. Motorem jeho pohybu je směrově identický globální
pohyb atmosféry v tzv. cirkumpolární brázdě nízkého tlaku vzduchu kopírující svou polohou zhruba
Antarktické pobřeží. Tento prstenec sníženého
tlaku obklopuje kontinentální tlakovou výši. Je to
velmi výrazná a nejstálejší anticyklóna na světě.
Z její středové oblasti vytéká směrem k periferii
kontinentu extrémně studený a suchý vzduch. Na
jehož styku s vlhkým a teplejším mořským vzduchem cirkumpolární brázdy vznikají velmi hluboké
a k východu rychle se pohybující cyklóny spojené
do sérií, jejichž přechod je spojen s velmi intenzivními změnami tlaku a vysokými rychlostmi větru.
K nejvýznamnějším geografickým faktorům patří
přibližně kruhový tvar kontinentu, jehož jednoduchost je narušována pouze velkými zálivy Rossova
a Weddellova moře a dlouhým výběžkem Antarktického poloostrova – součásti jižních And, s nimiž
je propojen podmořským hřbetem Skotského oblouku. Významnou roli hraje i velká nadmořská
výška kontinentu (v průměru 2 194 m bez šelfových ledovců), která souvisí s mohutným,
v průměru 2,2 km mocným ledovcovým štítem
o objemu téměř 30 mil. km² (je v něm koncentrováno 90 % zásob sladké vody světa). Tlakem jeho
hmoty je významná část horninového podloží štítu
stlačena hluboko pod úroveň mořské hladiny.
V zalednění Antarktidy se rozlišují tři základní
typy: ledovcové štíty (pokrývající centrální části
pevniny), šelfové ledovce (vznikající roztékáním
ledu ze štítů k okrajům pevniny a jeho nasouváním na mořskou hladinu) a mořský led (důsledek
zámrzu mořské vody) pro který je typická výrazná
změna plochy mezi zimním a letním obdobím.
Na základě předchozích informací můžeme konstatovat, že Antarktida získává, a to jen v létě,
pouze málo energie slunečního záření. Cirkulačně
(ve vztahu k oceánické vodě i atmosféře) je neizolovanějším kontinentem Země, na němž se vyvinul velmi stálý a jednoduchý systém pohybu
19
Seminář J. Glosera
vzduchu. Přímý vliv antropogenních klimatických
faktorů v ní zatím nebyl prokázán.
Předchozí informace umožní snadnější pochopení
klimatu Antarktidy, v němž lze rozlišit dva základní typy: klima kontinentální a maritimní. Pro klima
pevninské Antarktidy je charakteristický stálý
systém větrů ze středu pevniny k jejím okrajům.
Jejich příčinou je gravitační stékání extrémně
studeného vzduchu z centrální tlakové výše
k jejím okrajům, vyvolané poklesem tlaku a sklonem povrchu pevniny k pobřeží, případně usměrňované horskými překážkami (tzv. katabatické
a orografické větry). V tlakové výši jsou potlačeny vzestupné pohyby vzduchu (a nejsou zde pro
ně ani energetické podmínky). Spolu s nízkou
vlhkostí vzduchu jsou příčinou jen velmi omezené
tvorby oblaků s nízkým vodním obsahem. Řídká
ledová oblaka tvořená velmi malými ledovými
krystaly zde vznikají přímo desublimací vodní páry. Vypadává z nich proto jen velmi málo srážek
– ročně jen kolem 50 mm. Teploty zde klesají
hluboko pod bod mrazu. Nejnižší dosud změřená
teplota (stanice Vostok) má hodnotu -89,2 ºC).
Máme tedy plné právo označit střed Antarktidy
jako mrazovou poušť.
S kontinentálním klimatem kontrastuje klima antarktické periferie. Díky pohybům cyklón a jejich
sérií se zde rychle střídají maritimní a kontinentální vlivy a počasí je proto typické prudkými
změnami tlaku, silnými větry a velkou proměnlivostí teploty, jejíž minima zpravidla neklesají pod
-40 ºC. V létě se mohou vyskytovat i teploty nad
bodem mrazu, což umožňuje existenci skromné
vegetace (převažují lišejníky a mechy).
Globální klima Země ovlivňuje Antarktida již zmíněnou reflexivitou svého povrchu (zvyšuje albedo
Země na hodnotu kolem 30 %) a svou nízkou
teplotou. Ta zvětšuje teplotní kontrast mezi rovníkovými a vysokými šířkami jižní polokoule
a v důsledku toho zesiluje meridionální cirkulaci
vody i vzduchu. „Exportem“ studené vody do nižších zeměpisných šířek ovlivňuje Antarktida významně tzv. termohalinní cirkulací ve světovém
oceánu. Vzhledem k velké hodnotě skupenského
tepla tání ledu je ledovcový štít Antarktidy velmi
stálý. K jeho rozpuštění by bylo třeba mimořádně
velkého množství energie. Díky obrovské kumulaci
ledu je proto Antarktida velmi významným stabilizátorem klimatu. Přes značnou resistenci vůči
současnému globálnímu oteplování je však i Antarktida svou malou částí tímto procesem zasažena. Jde o polohově extrémní prostor Antarktického poloostrova, v němž došlo na úrovni průměrných ročních teplot během posledních 50 let
k jednomu z největších oteplení na Zemi o 2,5 ºC. Jeho příčinou je zesílení cirkulace mořské vody a důsledkem pak destrukce šelfových
ledovců, které se zde od 50. let minulého století
zmenšily o 25 000 km². Již dnes lze konstatovat
dopady tohoto procesu (i když zatím jen
v pobřežních oblastech) např. ve zvýšení kapalných srážek v letním období, v rozšiřování areálů
výskytu mechů a lišejníků nebo v rozšiřování hnízdišť tučňáků a letních shromáždišť ploutvonožců
k jihu. Další oblastí u které lze při pokračujícím
oteplování klimatu předpokládat významnější
změny jsou ledovcové štíty Západní Antarktidy.
Odhadovanými příčinami jejich menší odolnosti
vůči klimatické změně je menší objem a větší
hloubka kryptodepresí na jejich bázi.
Pavel Prošek (1940)
RNDr.: Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně v Brně (1974)
CSc.: Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně v Brně (1977)
docent: Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta (1991)
profesor: Masarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta (1998)
Pracoviště: Geografický ústav Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity
Odborná a výzkumná činnost
Fyzická geografie – klimatologie (mikrometeorologie, mikroklimatologie, topoklimatologie,
znečištění atmosféry, klima polárních oblastí), řešitel, resp. spoluředitel 15 výzkumných projektů.
Významné zahraniční pobyty
Geografické expedice na Svalbard (1985, 1988, 1990, 2011), celkem 10 měsíců
Vědecké expedice do Antarktidy (1994/95, 1999, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), celkem 25 měsíců.
Řešitel projektu Vybudování české vědecké stanice J. G. Mendela v Antarktidě
Garant přijetí ČR do European Polar Board
Člen delegace ČR na zasedáních Antarctic Treaty, resp. Committee for Environmental Protection in Antarctica.
20
Abstrakta vybraných příspěvků
Co nejvíce omezuje antarktické rostliny?
Chlad, mráz, nedostatek vody, živin či proměnlivé záření?
Miloš Barták
Rostliny se v Antarktidě trvale vyskytují pouze
v jejích odledněných částech, a to v malých,
často velmi ostře ohraničených územích, takzvaných vegetačních oázách. Nalezneme zde pouze
dva druhy cévnatých rostlin, převahu vegetačního krytu však tvoří zejména mechy a lišejníky,
často doprovázené nárostovými společenstvy řas
a sinic. V současné době je předmětem odborného zájmu rostlinných fyziologů zejména stupeň adaptace těchto autotrofních organismů na
drsné a často extrémní antarktické prostředí.
Zároveň jsou studovány základy fyziologických
procesů, které umožňují extremofilním organismům přežít a reprodukovat se v prostředí antarktických vegetačních oáz. Antarktické mechy
a lišejníky využívají řadu biofyzikálních, biochemických i molekulárně biologických mechanismů, které jsou aktivovány během působení silného stresu chladem, mrazem, nedostatkem či
přebytkem vody, množstvím a spektrálním složením dopadajícího záření. Přednáška zahrnuje
informace o metodách měření a interpretaci výsledků získaných během antarktických expedic
uskutečněných v posledních 10 letech v oblasti
souostroví Jižní Shetlandy a ostrova Jamese
Rosse (Antarktida). Týká se zejména fotosyntézy antarktických mechů a lišejníků v závislosti na
teplotě, ozářenosti a stupni ovlhčení stélky, kryoresistence lišejníkových symbiotických řas, reakce antarktických mechů a lišejníků na uměle
navozené oteplení růstového prostředí, mecha-
nismů přežití extremofilních autotrofních organismů v podmínkách spolupůsobení několika stresových faktorů.
Vybrané publikace se vztahem k tématu:
Barták, M., Hájek, J., Vráblíková, H., Dubová, J. (2004): High
-Light Stress and Photoprotection in Umbilicaria antarctica
Monitored by Chlorophyll Fluorescence Imaging and Changes
in Zeaxanthin and Glutathione. Plant Biology, 6, 333-341.
Barták, M., Solhaug, K.-A., Vráblíková, H.,, H., Gauslaa, Y.
(2006): Curling during desiccation protects the foliose lichen
Lobaria pulmonaria against photoinhibition. Oecologia, 149,
553-560.
Ilík, P., Schansker, G., Kotabová, E., Váczi, P., Strasser, R. J.,
Barták, M. (2006): A dip in the chlorophyll fluorescence
induction at 0.22 s in Trebouxia-possessing lichens reflects
a fast reoxidation of photosystem I. A comparison with
higher plants. Biochimica et Biophysica Acta- Bioenergetics, 1757, 12-20.
Roháček, K., Soukupová, J., Barták, M (2008): Chlorophyll
fluorescence: A wonderful tool to study plant physiology and
plant stress. In: Plant Cell Compartments - Selected Topics.
Kerala - India : Research Signpost,. Schoefs (ed.), 1st edition, ISBN 978-81-308-0104-9, p. 41-104.
Hajek J; Bartak M; Dubova J (2006): Inhibition of
photosynthetic processes in foliose lichens induced by
temperature and osmotic stress. Biologia Plantarum, 4: 624634.
Hájek, J., Váczi, P., Barták, M. Jahnová, L. (2012):
Interspecific differences in cryoresistance of lichen symbiotic
algae of genus Trebouxia assessed by cell viability and chlorophyll fluorescence. Cryobiology: 64: 215-222
Miloš Barták
Narozen v roce 1963 ve Varnsdorfu.
Absolvent Vysoké školy zemědělské v Brně (nyní Mendelova zemědělská a lesnická univerzita)
Profesionální kariéra: Doktorát získal v roce 1992 (Ústav systematické a ekologické biologie, Brno), habilitoval se v roce 1999,
profesorem od roku 2006. Nyní pracuje jako vedoucí Oddělení fyziologie a anatomie rostlin ÚEB PřF MU.
Specializace: Je odborně zaměřen na různé aspekty fotosyntézy vyšších rostlin. Hlavní oblastí odborného zájmu je studium fotosyntézy za použití fluorescence chlorofylu a gazometrických metod, zhodnocení vlivu stresových faktorů na fotosyntézu, ekofyziologie stromů, trav a lišejníků a extremofilních autotrofních organismů, počítačové modelování růstu rostlin.
Zahraniční stáže: Při svých vědeckých stážích působil např. na University of Antwerp UIA, Department of Biology, NLH University
of Aas, Norsko, Institute of Environmental Analysis & remote Sensing for Agriculture, Florence (Itálie). Zúčastnil se 10 antarktických expedic na ostrov Krále Jiřího, ostrov Galindez a ostrov Jamese Rosse.
21
Den fascinace rostlinami
První ročník Dne fascinace rostlinami
přilákal v ČR tisíce návštěvníků
Evropská organizace rostlinné biologie (European Plant Science Organisation, EPSO) se
rozhodla zvýšit povědomí veřejnosti o významu rostlin a rostlinné biologie pro lidstvo.
Vyhlásila proto na 18. května 2012 mezinárodní Den fascinace rostlinami. Zapojilo se do
něj nakonec 39 zemí: 29 z Evropy, 10 ze Severní a Jižní Ameriky, Asie, Austrálie a Afriky.
Přes 450 institucí uspořádalo rozmanité akce, zaměřené na rostlinnou biologii, zemědělský
výzkum, ochranu životního prostředí, biodiverzitu, vzdělávání či umění.
Čeští biologové a popularizátoři vědy nezůstali pozadu. Ke Dni fascinace rostlinami se v ČR
přihlásila téměř dvacítka pořadatelů: přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Univerzity
Palackého a Jihočeské univerzity, výzkumné ústavy, botanické zahrady, neziskové
organizace i soukromé firmy. Od 14. do 27. května se v České republice uskutečnilo 16
populárně-vědeckých akcí pro školy i veřejnost.
Nabídka byla skutečně pestrá, takže si z ní mohli vybrat všichni milovníci rostlin. Na
programu byly přednášky, diskuze, dny otevřených dveří na vědeckých pracovištích,
botanické exkurze do přírody, výstavy, interaktivní expozice či prohlídky skleníků, parků
a botanických zahrad s odbornými průvodci. Návštěvníci se mohli nechat fascinovat
rostlinami v Praze, Brně, Olomouci, Českých Budějovicích, Hradci Králové, Průhonicích,
Šumperku, Troubsku a Čelákovicích. O některé akce byl až překvapivě velký zájem.
Například na dvoudenní program Kouzlo a moc světa rostlin v Botanické zahradě
Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy přišly přes dva tisíce lidí.
Velký dík patří všem pořadatelům ze zúčastněných institucí, kteří se zasloužili o úspěch
českého Dne a o zviditelnění výzkumu rostlin. Na celostátní úrovni organizovaly Den
fascinace rostlinami EPSO, Česká společnost experimentální biologie rostlin a Česká
technologická platforma rostlinných biotechnologií „Rostliny pro budoucnost“. Koordinace
aktivit se ujali doktor Jan Kolář (Ústav experimentální botaniky AV ČR), docentka Jana
Albrechtová (Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy a ČSEBR) a doktor Tomáš Vaněk
(ÚEB AV ČR, Česká technologická platforma “Rostliny pro budoucnost” a zástupce ČR
v EPSO). Den fascinace rostlinami se konal pod záštitou Ing. Petra Bendla, ministra
zemědělství České republiky.
Velký populárně-vědecký projekt zaměřený speciálně na rostliny u nás dosud chyběl.
Proto doufám, že se Den fascinace rostlinami nekonal naposledy a že se v budoucnu stane
stejně oblíbeným, jako jsou dnes Noc vědců nebo Muzejní noc. Podle mých informací
zvažuje EPSO dvouletou periodicitu. Osobně bych se přimlouval dokonce za každoroční
opakování. To sice znamená více práce pro organizátory, ovšem zvyšuje se šance, že
veřejnost (a také novináři) si zvyknou akci pravidelně navštěvovat.
Jan Kolář
Ústav experimentální botaniky AV ČR a Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy v Praze
Poznámka: Informace o akcích pořádaných v České republice v rámci Dnes fascinace
rostlinami v r. 2012 jsou na stránce: http://www.plantday12.eu/czech.htm. Souhrnné
informace o Dnu fascinace rostlinami jsou na http://www.plantday12.eu/.
22
Den fascinace rostlinami
„Kouzlo a moc světa rostlin“ – akce Dne fascinace rostlinami
v Botanické zahradě PřF UK v Praze (18.(18.-19.5.2012)
Přírodovědecká fakulta UK v Praze, ve spolupráci s Ústavem experimentální botaniky AV ČR, v. v. i. a Českou
společností experimentální biologie rostlin uspořádala v rámci Dne fascinace rostlinami velkou dvoudenní akci
v Botanické zahradě (BZ) PřF UK v Praze Na Slupi. Akce se zúčastnilo více než dva tisíce návštěvníků a byla to
s velkou pravděpodobností nejvýraznější akce Dne fascinace rostlinami v ČR. U zrodu akce stál spolu se mnou
proděkan Jan Černý, který se pak osobně zapojil i jako demonstrátor rostlinných struktur u fluorescenčního
mikroskopu. Za Přírodovědeckou fakultu UK převzalo organizaci akce Oddělení vnějších vztahů pod taktovkou
Alexandry Hroncové, která se toho podujala s velkým enthusiasmem a patří jí velký dík za zdar celé akce
a její propagaci. Akci navštívil i děkan PřF UK, profesor Bohuslav Gaš (viz foto na další stránce).
Po oba dva dny byla v Botanické zahradě lokalizována celá řada stanovišť, která umožňovala nahlédnout do
tajů rostlinného světa, odhalit podstatu fyziologických procesů a prohlédnout si zblízka mikroskopický svět
vnitřní struktury rostlin. Jedno ze stanovišť reprezentoval v barvách ÚEB AV ČR, v. v. i., Jan Kolář, který též
akci významně podpořil i jako hlavní koordinátor Dne Fascinace rostlinami v ČR. Pro akci v BZ PřF UK připravil
stanoviště „Rostlinné hrátky: Hravá interaktivní výstava o biologii rostlin. Odhalte například tajemství dědičnosti, růstu nebo rostlinných barev a vůní.“ Dotýkat se exponátů bylo vřele doporučeno! Navíc byl po dobu
akce zdarma přístupný skleník BZ, probíhaly komentované procházky skleníkem a venkovními expozicemi Botanické zahrady zajištěné členy České botanické společnosti a katedry botaniky PřF UK.
ČSEBR připravila na akci stanoviště věnované Juliu von Sachsovi u příležitosti 155. výročí jeho habilitace
v oboru rostlinné fyziologie na tehdejší Karlo-Ferdinandově univerzitě v Praze roku 1857, která byla světově
první a je považována za vznik nového oboru. Stanoviště mělo název „Výlet k počátkům fyziologie rostlin:
Víte, kde vznikla rostlinná fyziologie? V Praze!“. Julius Sachs žil v Praze v letech 1851–1859 v rodině Jana
Evangelisty Purkyně. Mladí biologové oživili atmosféru Sachsovy Prahy a předvedli některé jeho pokusy. Zde
bych chtěla poděkovat především Zuzaně Kubínové, Ph.D. studentce Katedry experimentální biologie rostlin
(KEBR) PřF UK, která celou prezentaci ČSEBR uvedla do pohybu a v život. Nemohu opomenout i další studenty KEBR, kteří za tímto počinem stojí – Stanislava Vosolsobě a Jana Martinka. Dík patří též Janu Kolářovi
a Janu Krekulemu, kteří pomohli získat dobové archivní materiály.
Na akci se nejvýznamněji podílela Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK, která připravila celou řadu
stanovišť s atraktivními tématy experimentální biologie rostlin – vedení vody v rostlinách, mikroskopování
rostlinných struktur i na vlastnoručně vyrobených preparátech, o pastech masožravých rostlin, rostlinách in
vitro, orchidejích a dalších. Studenti a členové katedry neúnavně předváděli jednotlivé úlohy návštěvníkům po
oba dny – celkem se akce zúčastnilo přes 30 členů a studentů katedry. Ráda bych zmínila alespoň ty kolegy,
kteří věnovali akci více než jeden den (abecedně): Drahomíra Bartáková, Radek Bezvoda, Lucie Dlabalová,
Tomáš Figura, Michal Hála, Hana Konrádová, Ivan Kulich, Zuzana Lhotáková, Petra Mašková, Markéta Pikorová, Peter Sabol, Aleš Soukup, Hana Ševčíková, Josef Šonka, Edita Tylová. Znovu děkuji Zuzaně Kubínové,
která celé zapojení katedry koordinovala s nezměrným úsilím více než dva týdny. Děkuji i ostatním nejmenovaným, kteří přispěli svým dílem.
Den fascinace rostlinami je významný počin EPSO pro propagaci biologie rostlin a jejího významu – těšíme se
na další ročník. Doufám, že se podaří jej zorganizovat alespoň takto dobře opět v Botanické zahradě PřF UK
a s ještě větším zapojením v celé České republice.
Jana Albrechtová
Poznámky:
Video z akce „Kouzlo a moc světa rostlin“ na youtube zhotovené OVV PřF UK v Praze, Alexandra Hroncová: http://
www.youtube.com/watch?v=bL7L5o52ezA, program akce: http://www.prirodovedci.cz/kalendar-akci/mezinarodni-den-fascinacerostlinami.
Webové stránky Fascination of Plants Day: http://www.plantday12.eu/.
Další materiály z Dne Fascinace rostlinami 2012 na webu KEBR PřF UK:
http://kfrserver.natur.cuni.cz/.
23
Den fascinace rostlinami
Den fascinace rostlinami v Botanické zahradě PřF UK
ČSEBR připravila stanoviště
věnované Juliu von Sachsovi:
„Výlet k počátkům fyziologie
rostlin: Víte, kde vznikla
rostlinná fyziologie? V Praze!“.
Na přípravě se podíleli zejména
studenti KEBR PřF UK Zuzana
Kubínová, Stanislav Vosolsobě
(na fotografii vpravo) a Jan
Martinek. Akci navštívil i děkan
PřF UK, profesor Bohuslav Gaš
(na fotografii vlevo).
Katedra experimentální biologie
rostlin PřF UK připravila celou
řadu stanovišť. Na jednom z nich
si mohli návštěvníci obarvit
karafiát a na čerstvých řezech
obarvenými stonky se podívat,
kudy proudí voda v rostlinách.
Vlevo Hana Konrádová z KEBR
PřF UK.
Autor fotografií: Jiří Mrhal
24
Fotogalerie
Den fascinace rostlinami v Botanické zahradě PřF UK
Petra Mašková (vpravo) z KEBR
PřF UK seznamuje návštěvníky
s prouděním vody v rostlinách.
Další stánek, který připravil
Miroslav Srba a Josef Šonka
(na fotografii vpravo), zavedl
návštěvníky do světa
masožravých rostlin a jejich
rafinovaných pastí.
Autoři fotografií: Jiří Mrhal (1. a 4. snímek), Zuzana Kubínová (2. a 3. snímek)
25
Den fascinace rostlinami
Den fascinace rostlinami na Katedře experimentální biologie rostlin PřF UK.
V laboratořích Katedry
experimentální biologie rostlin
byla připravena expozice s
názvem „Krása rostlinných
struktur“. Návštěvníci si zde
mohli prohlédnout nejrůznější
rostlinné struktury pod
mikroskopem a také si připravit
vlastní preparát. Vzadu Markéta
Pikorová z KEBR PřF UK.
Zuzana Lhotáková z KEBR PřF
UK (vpravo) učila neúnavně
celý den návštěvníky Dne
fascinace rostlinami pracovat s
mikroskopem.
Ivan Kulich z KEBR PřF UK
(vlevo) seznamuje
návštěvníky s modelovou
rostlinou Arabidopsis
thaliana.
Autor fotografií: Jiří Mrhal
26
Oceněná kniha L. Nátra
Dvě ceny Lubomíru Nátrovi za knihu
„PŘÍRODA NEBO ČLOVĚK? SLUŽBY EKOSYSTÉMŮ"
Nakladatelství Karolinum, 2011
Lubomír Nátr z Katedry experimentální biologie rostlin PřF UK
publikoval loni v nakladatelství Karolinum vědeckou knihu
o službách ekosystémů, které nám poskytuje příroda. O vysoké
kvalitě knihy svědčí ceny, které jí byly uděleny - kniha získala
hned dvě prestižní ocenění. Nadace Český literární fond udělila
prof. Lubomíru Nátrovi Cenu Josefa Hlávky za nejlepší knihu
v oblasti živých věd v r. 2011 a rektor Univerzity Karlovy
v Praze mu za stejnou knihu udělil cenu za nejlepší vědeckou
publikaci v přírodovědných a matematicko-fyzikálních vědách
v r. 2011.
Cenu rektora UK V Praze prof. Vladimíra Hampla obdržel Lubomír Nátr 31.5.2012, Cenu Josefa Hlávky pak převzal 18. června 2012 při slavnostním předávání cen Nadace Český literární fond a Nadace „Nadání Josefa, Marie a Zdeňky Hlávkových“ na zámečku v Lužanech. Z původních dvaasedmdesáti knižních publikací vybrala
porota šestnáct finalistů pro ocenění ve třech kategoriích – v oblasti společenských věd,
věd o živé přírodě a věd o neživé přírodě. Profesor Lubomír Nátr obdržel cenu za nejlepší
vědeckou práci v kategorii živých věd. Laudatio knihy přednesl předseda devítičlenné
hodnotící komise, prof. F. Vyskočil (viz další příspěvek).
V knize autor píše: „…Snažil jsem se, aby i neodborník v oblasti biologie a ekologie rostlin
mohl nahlédnout do příčinných vztahů i mnohých dosud nepoznaných mechanismů zajišťujících určité struktury a funkce ekosystémů. Jen tak lze posléze přijmout překvapivě
vysoké hodnoty finančního vyjádření řady služeb ekosystémů, které v textu uvádím.
A snad i toto poznání o tom, jak finančně drahé služby příroda zatím zdarma lidstvu poskytuje, umožní zásadní posun našeho vnímáni skutečných hodnot přírody. A ostatně
i nás, lidí, samotných…(str. 15)“.
„…Svým textem nechci přesvědčovat či na jeho základě vyzývat ke změně názorů. Mým
přáním je srozumitelným způsobem poskytnout co nejvíce základních informací o rostlinách, ekosystémech a vůbec přírodě tak, jak je lze najít ve vědeckých pracích. A na základě těchto informací samozřejmě ponechávám na každém čtenáři, aby si vytvořil vlastní
úsudek, vlastní názor. A následně je opět na jednom každém z nás, jak svoje znalosti
i názory uplatňujeme v osobním i společenském životě...(str. 329)“.
Velmi hezké rozjímání Lubomíra Nátra, jako čerstvého laureáta Ceny Josefa Hlávky je
uveřejněno v internetovém časopisu Univerzity Karlovy i-Forum, v rubrice rozhovory
a portréty z 20.6. 2012, názvem: „Třídění odpadu v domácnostech je jako úlitba starých
Římanů svým bohům“ (http://iforum.cuni.cz/IFORUM-13161.html). Příspěvek je nejen
o knize, za kterou ocenění získal, ale i o tom, proč je třeba popularizovat význam rostlin.
Jak uvedl profesor Nátr v rozhovoru pro časopis i-Forum: „Finanční vyjádření alespoň ně-
kterých služeb ekosystémů považuji za jednu z posledních nadějí na změnu vztahu lidských společností k přírodě. Slova o velkém významu rostlin, mořských ekosystémů, lesů
či mokřadů jsou už tak běžná, že je patrně téměř nikdo nevnímá – stejně tak jako bezmyšlenkovitě opakovaná tvrzení o nezbytnosti trvale udržitelného rozvoje. Když se pak
rozhoduje o dalším záboru orné půdy či kácení stromů, tak proti uvedeným obecným tvr27
Oceněná kniha L. Nátra
zením stojí konkrétní čísla o zisku, nových pracovních místech či odvodů daní. Takže se úrodná půda
obětuje stejně tak jako stromy či jiné přírodní lokality...
Doufám, že doplněním oněch nezpochybnitelných tvrzení o významu přírody pro lidstvo konkrétními
a ekonomickými metodami, přesně stanovenými hodnotami v korunách, dolarech či eurech, budeme
moci opravdově pochopit naši závislost na službách ekosystémů, jimiž si nesmírně lukrativně a v podstatě zdarma zajišťujeme svůj životní standard.“
Ještě citace z knihy:
„…Lidstvo si pro svou potřebu přivlastňuje asi třetinu veškeré primární produkce rostlin, která ovšem je
„určena“ také pro miliony ostatních druhů organismů. Lidé změnili obrovské plochy pevnin. Naše aktivity
narušují mnohé oblasti nedozírných vod oceánů. Produkce odpadů dosahuje nepředstavitelných rozměrů. A to všechno je naprosto logický důsledek zcela jedinečného růstu počtu lidí na planetě umocněného
trvale podněcovanou snahou spotřebovat dnes víc než včera a zítra víc než dnes – tedy jakousi potřebou
soustavného růstu.
Není pochyb, že z hlediska materiálního blahobytu měřeného spotřebou a komfortem žije zatím každá
generace lépe než ta předcházející. Kterýsi autor přirovnal naši situaci k eskalátoru, na jehož jednom
stupni stojíme a který nás veze vzhůru. Snad jen naprosto nezkušené dítě se může oddat představě
o setrvalém pohybu na eskalátoru, na němž jede stále výš. Překvapivě si ale totéž myslí naprostá většina současných necelých sedmi miliard lidí na Zemi. Naše planeta je konečná, ale všude se skloňuje
smysluprázdné spojení slov „trvale udržitelný rozvoj….(str. 10)“.
Při katedrální oslavě ocenění knihy koncem června padl nápad, že bychom měli zaslat po jednom výtisku
každému jednomu poslanci Parlamentu České republiky, aby svá rozhodnutí napříště mohli opírat o vědecké argumenty a souvislosti, mající časový přesah mnohem delší než jejich funkční období, na které
byli do funkce zvoleni. Nápad je to dobrý – zda bude realizován ještě ukáže budoucnost. Ona investice
do pořízení výtisků knihy byla dokonce nabízena od členů katedry jako soukromých osob. (I to odráží
jakousi míru kvalitu knihy). Otázkou pro smysluplnost realizace tohoto nápadu je, zda by kniha neskončila podobně jako řada jiných tiskovin a reklamních letáků zaslaných našim zákonodárcům, aniž by je
četli.
Budeme doufat, že kniha si najde své čtenáře skrze pozitivní recenze – tato by k nim ráda přispěla.
Přeji Lubomírovi neutuchající nápady, inspiraci pro další, nejen publikační činnost a především hodně sil,
pohody a co nejvíce zdraví! A jistě mohu říci alespoň jménem komunity rostlinných biologů - těšíme se
na další publikaci.
Jana Albrechtová
Poznámky:
Odkaz na zprávu o ocenění knihy na webu PřF UK – napsal J. Kolář: http://www.natur.cuni.cz/fakulta/
aktuality/dve-oceneni-pro-knihu-profesora-natra-o-sluzbach-ekosystemu.
Odkaz na rozhovor s čerstvým laureátem Ceny Josefa Hlávky profesorem Lubomírem Nátrem
v elektronickém časopisu UK i-Forum: http://iforum.cuni.cz/IFORUM-13161.html.
Odkaz na osobní stránky Lubomíra Nátra: http://www.natr.cz/.
28
Oceněná kniha L. Nátra
Prof. RNDr. Lubomír Nátr, DrSc. (*1934 v Jistebníku)
je emeritní profesor na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze, působí na Katedře experimentální biologie rostlin. Po
mnoho let působil jako vedoucí katedry, předseda české společnosti experimentální biologie rostlin, dosud je aktivním pedagogem
– velkou popularitu mezi studenty získaly v posledních letech jeho přednášky v rámci předmětu „Globální změny, rostliny a trvalá
udržitelnost“. Zajímá se o fyziologii rostlin, především o studium fotosyntézy, ale také o ekologii, trvale udržitelný rozvoj a
klimatické změny.
•
•
•
•
V 50. letech vystudoval biologii, specializace fyziologie rostlin na Přírodovědecké fakultě UJEP (nyní Masarykova
Univerzita) Brno.
V letech 1958 až 1976 působil ve Výzkumném ústavu obilnářském v Kroměříži.
Od r. 1976 až dosud působí na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze, Katedra experimentální biologie
rostlin (dříve Katedra fyziologie rostlin).
V r. 1964 získal vědeckou hodnost CSc. (dnes ekvivalent Ph.D.), v r. 1970 byl habilitován docentem fyziologie rostlin,
v r. 1985 získal vědeckou hodnost doktora biologických věd, DrSc., v r. 1986 byl jmenován profesorem fyziologie
rostlin a v r. 2002 emeritním profesorem Univerzity Karlovy v Praze
Dlouhodobé zahraniční pobyty:
•
•
•
•
Francie: Univerzita v Grenoblu (Maître de Conférence Associé, 6 měsíců, 1967/1968): přednášky bakalářského
a magisterského studia „Fotosyntéza“, „Minerální výživa“ a „Vodní provoz“.
Velká Británie: Univerzita Aberdeen (Visiting Research Fellow, 11 měsíců, 1968/1969).
Spolková republika Německo: Univerzita Hamburg (Stipendista, 3 měsíce, 1988).
Velká Británie: Rothamsted Experimental Station, Harpenden (Stipendium EU, 3 měsíce, 1994).
Redakční rady časopisů:
•
•
•
•
•
Photosynthetica (člen redakční rady, 1980 – dosud)
Plant, Soil and Environment (místopředseda redakční rady, 1985 – dosud)
Biologia Plantarum (člen redakční rady, 1975 – 1990)
Scientia Agriculturae bohemica (člen redakční rady, 1980 – dosud)
Biochemie und Physiologie der Pflanzen (člen redakční rady, 1975-1980)
Mediale a ocenění:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
2012: Cena Literárního fondu Josefa Hlávky za nejlepší knihu v oblasti živých věd v r. 2011
2012: Cena rektora za nejlepší vědeckou publikaci UK v r. 2011
2009: Zlatá medaile Univerzity Komenského v Bratislave, Slovensko udělená rektorem UK v Bratislavě za významný
príspevok k rozvoju vedného odboru fyziológia rastlín v Čechcách, na Slovensku a v celej Európe.
2009: Zlatou medaili České zemědělské univerzity v Praze udělenou na základě rozhodnutí vědecké rady ČZU
2009: Pamätnú medailu Slovenskej polnohospodárskej univerzity v Nitre, Slovensko udělená rektorem
2009: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně
Diplom od rektora a vědecké rady Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně za zásluhy o rozvoj vědy
a vzdělání (De scientia et cultura optime merito)
2007: Medaile za zásluhy Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy v Praze
2006: Zlatá medaile Přírodovědecké fakulty Univerzity Komenského v Bratislavě
2002: Diplom za rozvoj vědy Slovenské akademie polnohospodárských vied (2002)
1984: Zlatá medaile Matematickofyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze
Z vydaných knih a kapitol v knihách:
•
•
•
•
•
•
•
Nátr L. 1998: Rostliny, lidé a trvale udržitelný život člověka na Zemi. Nakl. Karolinum. Praha.
Nátr L. 1999: Matematické modely fyziologie výživy rostlin. Skripta. Nakladatelství Karolinum. Praha.
Nátr L. 2000: Koncentrace CO2 a rostliny. Nakladatelství ISV. Praha.
Nátr L. 2002: Fotosyntetická produkce a výživa lidstva. Nakladatelství ISV. Praha.
Nátr L., Lawlor D. W. 2005: Photosynthetic plant productivity. V: Pessarakli M. (ed.): Handbook of Photosynthesis. Taylor
and Francis. Boca Raton. Str.: 501 – 524.
Nátr L. 2005: Rozvoj trvale neudržitelný. Nakladatelství Karolinum. Praha.
Nátr L. 2006: Země jako skleník: Proč se bát CO2? Nakladatelství Academia, Edice Průhledy.
Osobní webové stránky: http://www.natr.cz/, http://kfrserver.natur.cuni.cz/lide/natr/.
Jazykové znalosti:
znalosti aktivně německy, francouzsky, rusky, anglicky.
29
Oceněná kniha L. Nátra
Laudatio
Lubomír Nátr: „Příroda, nebo člověk? Služby ekosystémů“
Nakladatelství Karolinum, 2011
František Vyskočil
V knize jsou přístupnou formou vysvětleny typy
a hlavní funkce ekosystémů, což jsou soustavy
živých a neživých složek životního prostředí, navzájem spojených výměnou látek, tokem energie a předáváním informací. Měli by jí povinně
studovat tisíce lidí ze všech oblastí veřejného
života, především centrální i lokální politici, vodohospodáři, členové různých agrárních komor,
komisí a pracovníci magistrátů. Ale i aktivisté,
kteří sice za přírodu rádi bojují, ale neradi čtou
a přemýšlejí a tak zpomalují nebo likvidují projekty, nutné pro přežití člověka ve jménu lokálního přežití některých často běžných biotopů
a ekosystémů. Všichni tito lidé by se měli poučit
o využití slunečního záření při fotosyntetické
produkci biomasy v rostlinách, cyklu vody a rizika jejího nedostatku nejen pro sanitární a průmyslové potřeby, ale zejména pro zajištění dalšího nezbytného zvýšení produkce potravin,
o příčinách a důsledcích zvyšování koncentrace
skleníkových plynů se zákonitými dopady na
klima i přírodu. To vše je v knize popsáno a podáno téměř decentní formou, bez halasu a příliš
vztyčených ukazováčků.
Čím je ale neobvyklá? Představte si, že ukradnou obraz Františka Kupky Tvar modré. Majitel
zapláče a na mikrofon se vyjádří, že cena obrazu
je nedozírná, neboli vlastně neznámá. Nedá se
totiž znovu namalovat, neboť Kupka už nežije
a kopie se nepočítají. Ale jakmile jde dílo do
dražby, najednou poměrně přesně jeho cenu
známe. Určí ji zájemci a tak se v dubnu v Praze
vydražil tento obraz za rekordní cenu 55 miliónů
korun. A jak je to s různými zákoutími naší planety, s ekosystémy, kde žijí v dynamické rovnováze rostliny a živočichové? Můžeme jejich hodnotu, která je podobně jako u uměleckých děl
nedozírná a vlastně neocenitelná, přece jen nějak vyjádřit?
Kupodivu kniha prof. Nátra z Katedry experi-
mentální biologie rostlin Přírodovědecké fakulty
UK v Praze se o to v souladu s celosvětovými
trendy pokouší. Finanční ohodnocení toho, jak
nám slouží různé ekosystémy může být jedním
z účinných způsobů přesvědčování veřejnosti
a postupně i politiků. A jak je to tedy s cenou za
služby nějakého ekosystému? Lubomír Nátr cituje Gretchen Dailyovou která uvádí příklad nákladů za obyvatelnosti Měsíce. Lze vyčíslit, kolik by
stál nákup a doprava všeho, co by lidé na Měsíci
museli mít bezprostředně pro svou potřebu. Co
si sebou vezmou a kolik to bude stát? Určitě
nezbytné zdroje potravy. Asi by nešlo hned
o kravičky a prasátka, i když to není vyloučeno,
ale možná o mikroorganismy, řasy, houby a nějaké macaté hmyzí druhy jako zdroj živočišných
bílkovin. A co vzít na Měsíc dál? Možná dřevo
jako stavební materiál, další průmyslové suroviny a technologie na zpracování, komunikační
prostředky atd. atd. Je toho hodně a všechno se
to dá v podstatě finančně vyčíslit. Podobně jako
Projekt Biosféra II. Pod velkou kupolí
v arizonské poušti existuje na nevelké ploše už
21 let miniaturní soustava pěti ekosystémů. Stál
30 milionů dolarů a první poučení bylo, že
v technologicky poměrně dobře zvládnutém
umělém prostředí se tam žádné lidské společenství dlouho neudrželo, aniž by se několik skupinek badatelů nesepralo jako znepřátelené tlupy
kočkodanů. Přemnožili se taky mravenci a švábi, a celý nákladný projekt od r. 1994 slouží pro
sledování dopadů změn podnebí na jednotlivé
složky mini biosféry.
Nicméně je to dobře vyčíslitelný příklad služby
pěti ekosystémů pro pár lidí. Ale jak vyčíslit služby ekosystémů, které jaksi bezplatně využíváme
po celé planetě? Například les dokáže zadržovat
vodu v krajině. Pokud ho vykácíme, budeme
tuto jeho schopnost muset nahradit například
stavbou přehrady. Ta už se finančně vyčíslit dá.
Nevelký jez s elektrárnou v centru Hradce Králo30
Laudatio
vé Hučák by dnes stál asi 150 mil. Kč. Největší
vodní přehrada je v Itaipu na hraniční řece Paraná mezi Brazílií a Paraguají s hydroelektrárnou
s zhruba šestkrát větším výkonem než Temelín.
Náklady na výstavbu obřího vodního díla dosáhly
20 miliard amerických dolarů. Finanční vyjádření
nepřeberných forem služeb lesů, mokřadů,
mangrovů, deštných pralesů, mořských řas
a dalších ekosystémů, na nichž bude existence
lidstva i nadále záviset, může významným způsobem přispět k naprosté nezbytnosti jejich
ochrany a neudržitelnosti stávajícího způsobu
našeho života. Pardon, ne našeho, tento způsob
života nám byl vnucen těmi „horními desetitisíci“, kteří na tomto duchovně prázdném způsobu
života vydělávají. Takže poslouchejte: likvidací 1
ha zdravého smíšeného lesa na vilu, tenisové
hřiště nebo betonové parkoviště přijdeme my
všichni ročně o 37 mil. Kč, z toho 3,5 mil. Kč za
produkci kyslíku (padesát haléřů za litr), 17 mil.
Kč stojí klimatizační služba pomocí listů a kondensace vody a zbytek je za superčistou vodu
produkovanou při transpiraci stromů. A nenarušený hektar říční krajiny, např. kolem Bečvy nebo Moravy, byl oceněn na téměř půl milionu
ročně, což pro celou republiku činí 375 miliard
ročně. A když připočteme škody za povodně,
dostaneme se na hodnoty nejméně o polovinu
vyšší. Na celé planetě se roční hodnota všech
těchto služeb ekosystémů, toho, co nám poskytuje příroda zdarma, pohybuje v řádu trilionů
dolarů, jak uvedl r. 1997 Robert Costanza
z USA.
Ke konci knížky prof. Nátr píše: „Pozorný čtenář
nemůže sledovat text této publikace, aniž by
alespoň sám pro sebe… nedomýšlel možné či
nezbytné důsledky pro vlastní konání a rozhodovaní“. Má pravdu. Myslím, že je třeba nejen
upravit (a neříkám jen snížit) vlastní spotřebu
a produkci odpadu, ale uchopit i pomyslný klacek a vyhnat od rozhodovacích stolů finanční
zájmové skupiny, jež nám nabízejí takovou úroveň života, jakou lze přirovnat k fastfoodům: je
to drahé, ošizené o vitaminy, přetučnělé, dráždivé, plné bezcenných pochutin a hluchých kalorií,
rozuměj bezcenných životních cílů a náhražek za
kvalitu. Nátrova kniha ukazuje, že možná bude
lepší nastoupit nikoliv cestu udržitelného rozvoje, ale spíš prosperujícího poklesu. Chcete-li vědět, co se míní tím prosperujícím poklesem, budete si muset jeho jedinečnou knihu koupit. Není drahá, její cena se rovná jen asi 800 litrům
čistého kyslíku, a určitě to jsou to peníze účelně
vynaložené ve prospěch zachování služeb našich
ekosystémů.
RNDr. František Vyskočil, DrSc., dr. h. c.,
Profesor fyziologie a farmakologie, DrSc. Člen
České učené společnosti a Physiological Society
Cambridge, Přírodovědecká fakulta UK a Fyziologický ústav AV ČR.
31
Vzpomínáme
Dagmar Dykyjová (1914(1914-2011), její život a dílo
Jan Květ 1,2
1
Jihočeská univerzita, Přírodovědecká fakulta, Branišovská 31,
CZ-37005 České Budějovice
2
CzechGlobe - Centrum pro výzkum globální změny AV ČR, CZ-37005 České Budějovice
Dagmar Dykyjová se narodila 12. dubna 1914 jako Dagmar
Sajfertová. Rodištěm jí byla Česká Bělá, městys na Vysočině.
Její otec byl majitelem statku a po jistou dobu též starostou
České Bělé. Jeho dcera vyrůstala v láskyplném rodinném prostředí, jež obohacovaly časté návštěvy významných osobností
té doby. Otec i matka pečovali o výchovu a vzdělání svých dětí, a tak vyslali dceru Dagmar a jejího bratra Miloše na střední
školu do Prahy. Po maturitě D. Sajfertová pobývala po delší
čas ve frankofonní části Švýcarska a ve Francii a dobře ovládla
francouzský jazyk. Poté studovala botaniku se specializací na
rostlinnou fyziologii na Přírodovědecké fakultě University Karlovy. Jejím nejvýznamnějším učitelem tam byl profesor Bohumil
Němec, který zůstal jejím celoživotním vzorem. Titul RNDr. byl Dagmar Sajfertové udělen
v r. 1938; pak se stala asistentkou v Ústavu pro fyziologii rostlin. Rok poté nacisté uzavřeli
české vysoké školy a její asistentura tak skončila. Nové zaměstnání si našla v brněnské
pobočce Výzkumného ústavu cukrovarnického. Tam pokusně sledovala různé fyziologické
funkce rostlin cukrovky, např. vliv růstových látek na její růst a vývoj, a mimo jiné vypracovala pokyny k jejímu úspornému jednoklíčkovému pěstování. Většina jejích prací
z tohoto období vyšla v časopisu „Listy cukrovarnické“.
Během 2. světové války se provdala za chemika Jaroslava Dykyje a změnila si příjmení na
Dykyj-Sajfertová (později pouze Dykyjová); v r. 1944 se jim narodila dcera Anna. Po válce
přešla D. Dykyjová do výzkumného centra čs. chemického průmyslu v Ústí nad Labem,
kde experimentálně zkoumala působení chemických hnojiv před jejich uvolněním k obecnému používání. Z Ústí často zajížděla do Prahy, kde externě vyučovala na Vysoké škole
zemědělské a Universitě Karlově. V r. 1949 se Dykyjovým narodil syn Jan.
V akademickém roce 1953/54, D. Dykyjová obdržela místo odborné asistentky na katedře
fyziologie rostlin tehdejší Biologické fakulty University Karlovy. Pro mne a mé kolegy
a kolegyně je dodnes velkou ctí počítat se mezi její žáky. Ihned si získala naše sympatie,
i když nás dosti přísně vedla ke kázni a pořádku při práci. Obětavě pro nás pořádala
zvláštní semináře a předzkouškové “nalejvárny”, i o prázdninách v České Bělé. Vzdělávala
nás také ve studentském vědeckém kroužku rostlinné fyziologie, což byla zlegalizovaná
neoficiální skupina MRF (Mladí rostlinní fyziologové), založená I. Šetlíkem v r. 1953 s cílem
rozšiřovat naše odborné vědomosti. Je spoluautorkou instruktivních skript fyziologie rostlin. U některých „uvědomělých soudruhů” z řad pedagogů popularita D. Dykyjové mezi
studenty vzbuzovala závist, jež nakonec vedla k jejímu víceméně nucenému odchodu
z university v r. 1957.
D. Dykyjová našla přátelské útočiště v tehdejší Encyklopedické kanceláři ČSAV. Tam dostala za úkol psát a redigovat biologická hesla pro novou Československou encyklopedii.
Zbavena možnosti pracovat experimentálně, využila této příležitosti k rozšíření svých bio32
Dagmar Dykyjová
logických vědomostí. To se obráží i ve 2. dílu
tehdy moderní učebnice fyziologie rostlin pro
zemědělské vysoké školy, který sepsala společně
s profesorem R. Dostálem; vyšel v r. 1962. Velká změna nastala v životě D. Dykyjové, když ji
v r. 1963. S. Hejný, ředitel Botanického ústavu
ČSAV, pozval od 1.1.1964 do svého ústavu a dal
jí na vybranou mezi ekofyziologickým studiem
antropofyt (plevelů a ruderálních rostlin) v Průhonicích, a výzkumem mokřadních a vodních
makrofy) na Třeboňsku, kde tyto rostliny se tehdy ještě vyskytovaly hojně i v rybnících a tekoucích vodách. Rozhodla se pro Třeboňsko, kde
rychle uvedla v život náročný výzkumný program zaměřený především na produkční ekologii vegetace rybničních pobřeží, převážně porostlých rákosem a orobinci. V r. 1965 byl zahájen desetiletý Mezinárodní biologický program
(IBP) pod heslem “Biologické základy produktivity a lidského blahobytu”. Studium fotosyntetické
produkce rostlin bylo přirozeně významnou složkou IBP. Rod rákos (Phragmites), který je téměř
kosmopolitní, byl navržen jako rostlina vhodná
ke srovnávacímu výzkumu produktivity rostlin
v rozdílných klimatických a půdních podmínkách. Českoslovenští vědci, jejichž specializace
souvisela s náplní IBP, se ochotně zapojovali do
IBP jako programu usnadňujícího tehdy dosti
obtížnou komunikaci s jejich partnery ze zemí
mimo „socialistický tábor“. D. Dykyjová se stala
čs. koordinátorkou sekce IBP pro výzkum produktivity souše, který vždy propojovala
s výzkumem produkčních procesů. Důležité byly
například výzkumy její a jejích spolupracovníků
hodnotící příjem a akumulaci minerálních živin
mokřadními rostlinami, jak v terénu, tak v řízených kultivačních podmínkách. Totéž platí o stanoveních obsahu energie v sušině rákosu a dalších makrofyt, zhodnocených v jejím společném
článku se S. Přibilem. Jedinečná jsou srovnání
mezi primární produkcí rákosin na eutrofních
stanovištích s produkcí jednobuněčných řas hromadně pěstovaných v optimálních podmínkách,
jež podnikla společně s I. Šetlíkem. Rákos byl
překvapivě poněkud produktivnější než řasy.
Dala základ hodnocení radiačního režimu
v rákosinách, které pomocí matematiky rozvinul
J.P. Ondok.
Produkčně ekologický výzkum rákosin postupně
přešel do plnohodnotného ekosystémového výzkumu rybničního pobřežního ekotonu. V r. 1978
D. Dykyjová a autor tohoto článku jako editoři
uveřejnili knihu shrnující hlavní výsledky tohoto
výzkumu v národním měřítku. Mezinárodní spolupráci při studiu mokřadů koordinovala pracovní
skupina IBP pro mokřady, jejíž byla D. Dykyjová
v r. 1970 spoluzakladatelkou. Mnohé její výsledky se výrazně uplatnily v mezinárodní syntéze
výzkumu mokřadů, uveřejněné až v r. 1998. Mezitím UNESCO vyhlásilo v r. 1971 program Člověk
a biosféra (Man and the Biosphere, MaB). Ve své
počáteční fázi byl program MaB zaměřen silně
výzkumně, podobně jako byl IBP. D. Dykyjová se
v tomto programu výrazně podílela na výzkumu
ekosystémového provozu mokrých luk, jako marginálních mokřadů na vnějších okrajích pobřeží
jak stojatých, tak tekoucích vod, ohrožených
hlavně eutrofizací a odvodňováním. Její zájem
a péče o úroveň a metodologii ekologického výzkumu vyústil v r. 1989 ve vydání obsáhlé a v té
době ojedinělé příručky, pro niž obětavě a pečlivě redigovala příspěvky mnoha českých a slovenských specialistů.
V r. 2001 ocenila zásluhy D. Dykyjové o vědecké
poznání mokřadů mezinárodní společnost Society
of Wetland Scientists (SWS) a udělila jí jednak
celoživotní čestné členství, jednak uznání
“International Fellowship Award”. Tím bylo na
mezinárodní půdě doplněno národní uznání, jehož se jí dostalo od ČSAV udělením zlaté medaile
J.G. Mendela v r. 1984.
Celoživotní láskou D. Dykyjové bylo studium středoevropských vstavačovitých rostlin. Zabývala se
nejen jejich biologií a ekologií, ale i fyziologií.
Své nálezy orchidejí dokumentovala nedestruktivně, pomocí výborných fotografií. Hlavní výsledky tohoto svého výzkumu shrnula v knize uveřejněné v r. 2003, kdy jí bylo 89 let!
D. Dykyjová nikdy neoddělovala od sebe základní
a aplikovanou vědu. Z aplikací ekologických poznatků pro ni vždy byla důležitá ochrana přírody
a životního prostředí. Asi nejvýznamnějším výsledkem jejího ochranářského snažení bylo vyhlášení biosférické rezervace Třeboňsko organizací UNESCO v r. 1977. Na národní úrovni to
bylo vyhlášení CHKO Třeboňsko v r.1979. Společně s hrstkou svých kolegů a kolegyň pečlivě
33
Vzpomínáme
pracovala na podkladových dokumentech pro
tato rozhodnutí. Svůj všestranný pohled na veškeré hodnoty Třeboňska podává v knize pro širokou veřejnost, bohatě ilustrované (namnoze
vlastními fotografiemi) a vydané v r. 2000. D.
Dykyjová věnovala od počátku své vědecké
dráhy čas a péči popularizaci vědeckých poznatků o životních funkcích rostlin, o racionálním
využívání a ochraně přírody a krajiny jak obecně, tak v konkrétních případech. Její přečetné
popularizační články v různých časopisech a novinách, rozhlasové a televizní relace, filmy, na
nichž se podílela, a velké množství přednášek
a besed pro veřejnost vyžadovaly nejen obsáhlé
znalosti, ale mnohdy také podstatný kus občanské odvahy. Za tyto své zásluhy obdržela jednou
cenu a jednou zvláštní uznání ministra pro životní prostředí ČR.
Byla čestnou členkou této společnosti. D. Dykyjová si udržela téměř až do konce svého dlouhého
života dobrou duševní pohodu a relativně dobré
zdraví. Její život byl naplněn láskou jak k vědě,
tak k rodině, vstřícností a pochopením pro spolupracovníky, studenty a poctivé lidi vůbec. Posledních několik let měla to štěstí, že mohla žít ve
svém navráceném rodném domě v České Bělé
a opírat se o pomoc svých dětí a jejich rodin.
Opustila tento svět 22. prosince 2011 ve věku
téměř 98 let. Jsme jí vděčni za vše, co nám dala,
a musíme přijmout skutečnost, že již není mezi
námi. Ale stale nás její příklad bude nabádat
k činorodému a poctivému žití.
Počet publikací D. Dykyjové, jak vědeckých, tak
vědecko-popularizačních, je úctyhodný. Seznam
jejích hlavních vědeckých prací brzo uveřejní
časopis „Zprávy České botanické společnosti“.
Doc. RNDr. Zdeňka Slavíková, CSc.
V říjnu loňského roku zemřela doc. RNDr. Zdeňka Slavíková, pracovnice Katedry botaniky PřF UK. Doc.
Slavíkovou spojovala s pracovníky Katedry experimentální biologie rostlin, tehdy ještě Katedry fyziologie
rostlin, dlouhodobá spolupráce v rámci výuky předmětu Anatomie a morfologie rostlin, na jehož výuce
se od nepaměti podílejí obě katedry. Když jsem převzala výuku tohoto předmětu, mile mě překvapil její
přístup k naší spolupráci – byla v té době starší a hlavně mnohem zkušenější než já. Přesto se chovala
velmi vstřícně a během těch mnoha let se náš vztah vyvinul v přátelství. Čeho jsem si na ní asi nejvíc
cenila, byla její schopnost se dohodnout i o věcech sporných a vždycky jsme dohodu dokázaly najít. Asi
i proto, že obě jsme chtěly studenty přesvědčit, že tyto dvě discipliny, anatomie a morfologie, jsou základem pro ostatní botanické discipliny a že pokud se chtějí jakémukoliv botanickému odvětví věnovat,
neměli by tyto discipliny opomenout. Bylo pro mne velkou radostí, když mne navrhla jako oponentku
svých skript „Morfologie rostlin“ a moc ráda jsem se této práce ujala a dodnes skripta využívám nejen
já, ale i ostatní kolegové z katedry.
Jsem velmi ráda, že jí v našem Bulletinu můžeme věnovat krátkou vzpomínku, kterou napsala její dlouholetá spolupracovnice a přítelkyně dr. Anna Skalická.
Olga Votrubová
34
Zdeňka Slavíková
25. října 2011 jsme se naposledy rozloučili s doc. RNDr. Zdeňkou Slavíkovou, CSc., naší milou spolupracovnicí, kolegyní a přítelkyní. Nechce se uvěřit, že nás navždy opustila, v našich vzpomínkách je stále
s námi.
Zemřela ve věku 76 let po delších zdravotních potížích, které byly jistě i důsledkem tragických odchodů
v její rodině: smrt dcery Renaty, vnučky Lucinky a manžela Bohumila. Odešla nejen hodná, přátelská
a nezištná osoba, ale i významná pracovnice Katedry botaniky PřF UK, na které působila od roku 1962.
Začínala zde jako odborná asistentka a od roku 1993, po předložení a obhájení habilitační práce „Květní
morfologie vybraných taxonů krytosemenných rostlin“ jako docentka. Vždy se snažila dokázat, jak je
důležitá znalost morfologie pro celou botaniku a že je tato disciplina základním stavebním kamenem
ostatních botanických odvětví.
Své znalosti předávala posluchačům na pečlivě připravených přednáškách, praktických cvičeních, četných exkursích a při vedení celé řady diplomových prací. Byla spoluautorkou skript „Praktická cvičení ze
systematické botaniky“ a „Sběr, preparace a konservace rostlinného materiálu“. Samostatně napsala
skripta „Morfologie rostlin“, která pro svůj význam vyšla již ve čtyřech vydáních.
Významná je i její vědecko-výzkumná práce. Jejím základem byla práce v terénu, podklady pro svou
práci získávala na četných exkursích (výjezdech) po celé republice, tehdy ještě včetně Slovenska. Spolupracovala s institucemi ochrany přírody, pravidelně se účastnila výjezdních seminářů ochrany přírody
Středočeského kraje a v roce 1972 byla jmenována krajským konservátorem. Pro ochranu přírody prováděla se svými kolegy a se svým manželem několikaletý floristický výzkum v oblasti Orlíka před zatopením údolí při stavbě přehrady.
Neobyčejně důležitým přínosem bylo sestavení morfologického slovníku pro 1. díl Květeny ČR (dosud
vyšlo 8 dílů). Kromě tohoto slovníku revidovala rukopisy všech autorů dalších dílů. Samostatně zpracovala pro 6. díl rody Galeopsis (konopice) a Ladanella (konopička).
Další oblastí zájmu Doc. Slavíkové byla květní biologie a morfologie květů. Podrobně studovala stavbu
nektarií a průběh cévních svazků v korunních lístcích některých vybraných čeledí, což vyústilo v řadu
publikací. Za dlouholetou pedagogickou a odbornou činnost jí byla udělena stříbrná a zlatá medaile Přírodovědecké fakulty UK.
O výsledcích práce a působení doc. Slavíkové, lépe přítelkyně Zdeňky, by se mohlo napsat mnohem více. Ale těchto pár řádků je pouhou vzpomínkou, nikoli detailním výčtem jejích aktivit. Životopis a přehled publikovaných prací přináší článek J. Chrtka u příležitosti 60. narozenin Z. Slavíkové (Preslia 67/2:
185 – 189, 1995).
Dr. Anna Skalická, CSc.
35
Disertační práce
Strategies in aboveground space occupancy
in herbs from disturbed habitats
Alena Bartušková
Faculty of Science, University of South Bohemia in České Budějovice;
Institute of Botany of the ASCR, Třeboň; May 2012,
Supervisor: Jitka Klimešová
Disturbance is an important phenomenon affecting plant lives and shaping plant strategies
in disturbed habitats. A variety of ecological concepts on individual plant response to
injury has been proposed for specific natural ecosystems or growth forms. In Central
Europe, man-made habitats are often cases of disturbed places, so the aim of the thesis
was to apply four chosen concepts on them using manipulative experiments. We focused
on three main plant parameters: fecundity, shoot biomass, shoot architecture and
biomass partitioning among shoot organs (stem, leaf, flower).
The thesis is composed of four original studies performed in two model ecosystems:
a recurrently disturbed ruderal place inhabited by short-lived monocarpic plants and
a regularly mown Central European meadow. The occupying of the aboveground space
after a disturbance event was studied here either as renovation of biomass or plant
architecture. Regenerative strategies in herbs occupying disturbed habitats were
described and confronted with concepts proposed originally for ecosystems subjected to
natural disturbance regimes.
Case study 1 deals with comparison of the vegetative and generative regeneration
following a severe disturbance in two short-lived herbs Rorippa palustris and Barbarea
vulgaris.
Case study 2 focuses on the compensatory growth after a hard damage and describes
differences in the architecture of reiterated structures from the basal axillary buds and
from the adventitious buds on roots in Rorippa palustris.
Case study 3 describes the compensatory growth of 41 meadow plants after mowing and
gives it in the relationship with the proportion of removed biomass and plant size. Another
studied aspect is the effect of water availability on these features.
Case study 4 follows the changes in biomass allocation pattern in 41 meadow plants after
the cessation of regular mowing management, again on the example of two meadows
differing in the water availability.
36
Disertační práce
Phylogeny, Phytogeography, and Taxonomy of Polar Oscillatoriales
O. Strunecký
Ph.D. Thesis, Series No. 2.
University of South Bohemia, Faculty of Science,
School of Doctoral Studies in Biological Sciences, České Budějovice, Czech Republic, 104 pp.
Supervisor: Josef Elster, scientific consultant: Jiří Komárek. Defended in 2012.
Morphological and phylogenetic diversity of 143 strains belonging to Oscillatoriales with focus on
traditional genera Phormidium sensu lato and Microcoleus were studied. The 88 strains of Ph.
autumnale, Ph. setchelianum, Ph. subfuscum, Ph. favosum etc., and M. vaginatus confirmed the generic
identity with typical Microcoleus Desmazières ex Gomont. The necessary nomenclatoric transfers were
realized defining the revised genus Microcoleus. Based on phylogeny and morphology the taxonomic
revision of the Antarctic species Ph. murrayi (Lyngbya murray West & West) was implemented and the
genus Wilmottia was established. The phylogenetic evaluation of morpho-species included in
Phormidium group I (Ph. lloydianum and Ph. acuminatum Gomont) preceded the definition of species
Oxynema thaianum spec. nova. The biogeography of Antarctic and Arctic strains of M. vaginatus (Ph.
autumnale) based on 16S rDNA and ITS sequences and strain's morphology was evaluated. The
comparison of polar and non polar strains indicated that the Antarctic populations of M. vaginatus
remained isolated from time of the isolation of the Antarctica from the Gondwana before ~31–45 Mya,
whereas the transport of populations within Arctic is relatively frequent even at the present time.
The thesis was based on the papers (listed chronologically):
Strunecký, O., Elster, J. & Komárek, J. 2010. Phylogenetic relationships between geographically
separate Phormidium cyanobacteria: is there a link between north and south polar regions? Polar
Biology 33:1419-28
Strunecký, O., Elster, J. & Komárek, J. 2011. Taxonomic revision of the fresh–water cyanobacterium
„Phormidium“ murrayi = Wilmottia murrayi. Fottea 11:57–71.
Chatchawan, T., Komárek, J., Strunecký, O. & Šmarda, J. 2011. Phylogenetic position and ecology of
the halophilic cyanobacterium Oxynema lloydianum (Gomont) comb. nova, separated from the
traditional genus Phormidium. Cryptogamie Algologie (accepted).
Strunecký, O., Komárek, J. & Elster, J. 2012. Biogeography of Phormidium autumnale (Oscillatoriales,
Cyanobacteria) in western and central parts of Spitsbergen. Polish Polar Research accepted.
Strunecký, O., Elster, J. & Komárek, J.. Molecular clock provided evidence for survival of cyanobacteria
(Oscillatoriales, Phormidium autumnale) in Antarctica from Paleozoic times FEMS submited.
Strunecký, O., Komárek, J., Johansen, J., Lukešová, A. & Elster, J. manuscript. Molecular and
morphological criteria for revision of the genera Microcoleus Desmazières ex Gomont and Phormidium
Kützing ex Gomont (Cyanobacteria), based on strains of Microcoleus vaginatus and Phormidum
autumnale. Journal of Phycology.
37
Diplomová práce
Molekulární farmářství a biofortifikované rostliny
- aktualizace gymnaziálního studia biologie
Kateřina Koblihová
Katedra experimentální biologie rostlin
PřF UK v Praze, 2012
S růstem lidské populace roste poptávka po rostlinné a jiné produkci a zároveň klesá rozsah území, kde
mohou být rostliny pěstovány. Lidem proto nestačí současná zemědělská výroba potravin, technických
surovin či léčiv rostlinného původu ať už z tohoto důvodu, či kvůli snaze dosáhnout vyššího životního
komfortu zejména v rozvinutých zemích. Snažíme se nalézt jednodušší, ekologičtější a levnější způsoby
rostlinné produkce. Jednou z moderních možností jak dosáhnout tohoto cíle jsou genetické modifikace.
Studenti se o nich dozvídají mnoho informací z nejrůznějších zdrojů, ale především jen z internetu a televize. Je vhodné, aby informace, které získávají z médií, porovnávali také se svými poznatky školními,
protože jedině tak nepodlehnou tendenčním tlakům a manipulacím.
38
ENGLISH PART
ANGLICKÁ ČÁST
39
Plant Biology Congress 2016
Candidacy to host
the Plant Biology Congress in Prague in 2016
Part of materials submited to EPSO and FESPB representatives at the 18th Plant
Biology Congress 2012 co-organized by FESPB and EPSO in Freiburg, Germany,
from 29 of July to 3 of August 2012.
INVITATION AND THE LETTER OF INTENT
Dear EPSO and FESPB representatives,
as the President of the Czech Society of Experimental Plant
Biology (CSEPB), together with my colleague Jiří Šantrůček, who
is a national representative of CSEPB in FESPB, I am very pleased
to present this candidacy to host the Plant Biology Congress in
Prague in 2016.
The candidacy is fully supported by all major institutions located
in Prague with focus on plant science – Charles University in
Prague, Faculty of Science, Czech University of Life Sciences,
Institute of Experimental Botany of Academy of Sciences of the
Czech Republic, Institute of Botany of Academy of Sciences of the
Czech Republic. In addition it is supported by the other of the
foremost Czech universities - University of South Bohemia in České Budějovice.
The Czech Society of Experimental Plant Biology (CSEPB) was established in the early
1990’s. It followed-up to an earlier long and succesfull activity of the Physiological Section
of the Czech Botanical Society, which is celebrating 100 years from its establishment.
CSEPB currently associates more than 120 plant biologists from the Czech Republic and
some members from Slovakia. Close collaboration of CSEPB with Slovakian colleagues
within the Physiological Section of Slovakian Botanical Society is given by historical
reasons of long-term existence in one state of Czechoslovakia.
CSEPB is a member of the Federation of European Societies of Plant Biology (FESPB).
CSEPB contributes to accomplishment of the aims of FESPB to advance research and
education in plant sciences, and the exchange of information amongst plant biologists
within Europe and beyond.
CSEPB regularly organizes or co-organizes plant science meetings on national and
international level. The most important are international, mainly Czech-Slovakian
Conferences on Experimental Plant Biology rotating in 3-year intervals in hosting
institutions in centers of plant sciences around the Czech Republic and Slovakia. The last
one - 12th KEBR 2010 with 280 participants - was organized in Prague by the team
composed of many of the members of the Local Proposing Committee. In addition, the
CSEPB organizes annual conferences of Ph.D. students of plant biology and symposia on
methods in plant biology (Methodical Days).
CSEPB is an Associate of EPSO being the sixth national society signing in 2009 the
Memorandum of Understanding on science policy cooperation in the European plant
40
Invitation and the Letter of Intent
sector and beyond towards creating the "Knowledge Based Bio-Economy". CSEPB is collaborating with
EPSO to join forces on policy issues and public education. For example, this year we joined EPSO
initiative of Fascination of Plants Day.
Prague is a beautiful city offering both historical and modern conference venues, hotels, restaurants,
infrastructure and places of interest. The conference delegates coming to Prague greatly enjoy the wide
variety of suitable venues which provide a high standard of hospitality, with the overall costs being
competitive compared to other European cities. What is also important is that Prague attracts a high
number of congress participants thanks to its central European location. The city, lying in the heart of
Europe, can be very easily reached from all over the world.
We strongly believe that our capital Prague as well as our organization have all the infrastructure
necessary for the a successful meeting. The best evidence of Prague being a successful congress venue
is the fact that in 2014 the city hosts the 18th International Microscopy Congress (IMC) with as many as
3000 international delegates expected to attend.
I am highly convinced that the Plant Biology Congress in Prague in 2016 will be a great success. Our
capital is a charming place meeting all necessary requirements for this prestigious meeting. And last but
not least, our local team supported by an experienced professional congress organizer is more than
prepared to deliver its best to make the Congress a successful and memorable event. The members of
the Local Proposing Comittee are plant scientists representing all hosting institutions of the proposed
2016 Congress, intending to participate in the 2016 meeting organization.
I believe that Prague’s candidacy will be successful.
Respectfully Yours,
Jana Albrechtová
Assoc. Prof. Jana Albrechtová, Ph.D.
President of the Czech Society of Experimental Plant Biology
Charles University in Prague, Faculty of Science
Insitute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic
41
Plant Biology Congress 2016
LOCAL PROPOSING COMMITTEE
REPRESENTATIVES OF NATIONAL SOCIETIES
Assoc. Prof. Jana Albrechtová, Ph.D.
President of the Czech Society of Experimental Plant Biology
Head of the Department of Experimental Plant Biology, Charles University
in Prague, Faculty of Science
Institute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic
Assoc. Prof. Jiří Šantrůček, Ph.D.
National representative of the CSEBP in the FESPB
Head of the Department of Experimental Plant Biology, Faculty
of Science, University of South Bohemia in České Budějovice
Institute of Plant Molecular Biology, Biology Centre of the Academy
of Sciences of the Czech Republic in České Budějovice
RNDr. Tomáš Vaněk, Ph.D.
National representative of the Czech Republic in the EPSO
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
Prof. Lubomír Nátr, DrSc.
Deputy President of the Czech Society of Experimental Plant Biology
Department of Experimental Plant Biology, Charles University in Prague,
Faculty of Science
PROPOSED MEMBERS AT LARGE IN ALPHABET ORDER
RNDr. Fatima Cvrčková, Dr. rer. nat.
Department of Experimental Plant Biology, Charles University in Prague,
Faculty of Science
RNDr. Milan Durchan, Ph.D.
Institute of Plant Molecular Biology, Biology Centre of the Academy
of Sciences of the Czech Republic in České Budějovice
42
Local Proposing Committee
RNDr. Tomáš Hájek, Ph.D.
Institute of Botany, Academy of Sciences of the Czech Republic,
Division in Třeboň
Assoc. Prof. Václav Hejnák, Ph.D.
Vice Dean of the Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources
of the Czech University of Life Sciences in Prague
Head of the Department of Botany and Plant Physiology, Faculty
of Agrobiology, Food and Natural Resources of the Czech University
of Life Sciences in Prague
RNDr. David Honys, Ph.D.
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
Department of Experimental Plant Biology, Charles University
in Prague, Faculty of Science
Ing. Václav Motyka, Ph.D.
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
RNDr. Jan Petrášek, Ph.D.
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
Department of Experimental Plant Biology, Charles University in Prague,
Faculty of Science
Prof. Ondřej Prášil, Ph.D.
Head of the Department of the Phototophic Microorganisms,
Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Czech
Republic in Třeboň
RNDr. Kateřina Schwarzerová, Ph.D.
Department of Experimental Plant Biology, Charles University
in Prague, Faculty of Science,
43
Plant Biology Congress 2016
RNDr. Martin Vágner, Ph.D.
Director of the Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
RNDr. Radomíra Vaňková, Ph.D.
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Prague
Mgr. Pavel Vítámvás, Ph.D.
Department of Genetics and Plant Breeding Methods,
Crop Research Institute in Prague
RNDr. Miroslav Vosátka, Ph.D.
Director of the Institute of Botany, Academy of Sciences
of the Czech Republic in Průhonice by Prague
RNDr. Viktor Žárský, Ph.D.
Department of Experimental Plant Biology, Charles University in Prague,
Faculty of Science
Institute of Experimental Botany, Academy of Sciences of the Czech
Republic in Prague
44
GUARANT International
CSEBR partner for the Prague candidacy
to host the Plant Biology Congress FESPB/EPSO 2016
GUARANT International – your conference partner
•
Professional congress organizer (PCO)
•
Operating within Central and Eastern Europe
•
Over 20 years of experience
•
50 - 80 conference events annually
•
Team of 35 professionals
•
Turnkey solutions for your events
•
We organize 18th International Microscopy Congress 2014 in Prague
GUARANT International spol. s r.o.
Opletalova 22
110 00 Prague 1
Czech Republic
Tel: +420 284 001 444
Fax: +420 284 001 448
E-mail: [email protected]
Web: www.guarant.cz
45
46
The 10th International Ph.D. Student
Conference on Experimental Plant Biology
September 3-5, 2012, Brno
Organizing institutions
Institute of Biophysics of the Academy of Sciences of the Czech Republic
Czech Society of Experimental Plant Biology
Biomania
47
Welcome Letter
Dear colleagues,
This year the International Conference of PhD Students on Plant
Experimental Biology will be held in Brno, in September 3-5, 2012. It is
organised in the series as the 10th Student Conference by the Czech
Society for Experimental Plant Biology, but this time the organization of
this event is largely realised by the Institute of Biophysics of the Czech
Academy of Sciences in Brno and by the Biomania, a society of students of
the Faculty of Science, Masaryk University in Brno. Our conference is party
organised in the Old Brno Monastery, the famous place where the founder
of genetics – Gregor Mendel – lived and performed his famous
experiments with pea plants. Based on the registration we expect about
120 participants from 12 counties. The scientific committee, which will be
awarding the best presentations, possesses 11 experts from 4 countries.
We have also invited four well recognised professors who will present overview lectures. The oral
presentations of students are organised in 3 sections – molecular and cell biology (12 talks),
biochemistry and physiology (12 talks), and systematics and evolution (4 talks). The scientific
committee will award 3 best presentations regardless the sections. We expect totally 50 poster
presentations: these will be evaluated by the participants themselves. We have tried to prepare
comfortable conditions for the conference including receptions and social programme. They are partly
covered by numerous sponsors who will also present 5 expert talks.
We do hope you will enjoy the conference as well as your stay in Brno,
Boris Vyskot
Institute of Biophysics
48
49
Welcome Address from CSEPB
Dear Colleagues,
I have great pleasure to contribute to welcome address of the 10th Student
Conference of Ph.D. students in the field of experimental plant biology held
this time in Brno, in September 3-5, 2012. It has been organized regularly in
the conference series of the Czech Society for Experimental Plant Biology in
centers of plant biology around the Czech Republic and Slovakia. The aims of
this conferences are to offer opportunity for students in the field of
experimental plant biology to present their results in English what is an
important skill particularly for non-native speakers. Furthermore, to prepare
them for defense of their Ph.D. Theses and to try presentation in English at
an international conference, yet in friendly environment of mainly same-age
colleagues. Last but not least aim is networking among colleagues across
national borders - the conference brings together students from different
research, scientific and academic institutions of the field of experimental plant
biology located not only in the Czech Republic and Slovakia but other EU countries also.
Let me mention recent history of the conference series, which is held annually. In 2008, the 6th
conference was held in Nové Hrady with the main organizer Jiří Šantrůček from the South Bohemian
University in České Budějovice, in 2009 the 7th conference was hosted by Brno with the organizers from
Mendel University - Vilém Reinöhl - and Masaryk University - Helena Vlašínová and Jaroslava Dubová. In
2010, the 8th student conference „Insight in Plant Affairs“ (http://www.vurv.cz/kebr/kdebr.htm) was
a join event of the main, regular field Conference on Experimental Plant Biology „12th KEBR“ (http://
www.vurv.cz/kebr) organized by the CSEPB in 3-year intervals. The last year, the 9th conference was
intedned being hosted by Slovakia though then norganized ad hoc also in Prague - that time it was
hosted by the Department of Experimental Plant Biology, Faculty of Science, Charles University in
Prague (http://www.csebr.cz/kdebr2011/). So it happened that I was in charge of the two last
subsequent conferences in the series.
Thus, I have a great pleasure that this year the organization of the event was taken over by Brno due to
a generous offer of Boris Vyskot from the Institute of Biophysics of the Czech Academy of Sciences in
Brno. He has got involved in organization the Biomania, a society of students of the Faculty of Science,
Masaryk University in Brno. They made a great job together - amount of participants belongs to the
highest number up to date in the conference series. I am pleased to state that the 2012 conference
program is an exciting overview of very interesting topics from the field. These are great news for
future of experimental plant biology, indeed!
Conference is not intended only for young scientists, Ph.D. students but for anyone who is eager to get
„fresh insights“, remains young in their mind and wants to find new prospective collaborators for their
own research. So I extend a warm welcome to all our already „well-established in the field“ colleagues
who came to support the conference, taking part in the evaluation committee and to meet coming
generation of plant biologists.
I hope that during the conference we will establish new friendships, relationships and professional
contacts. Maybe we will find new collaborators for a project or to a team.
I wish the conference to provide an excellent environment to exchange ideas and share joy from the
beauty of experimental plant biology. Thanks to all organizing colleagues from Brno and most of all –
thanks to you, Boris!
Jana Albrechtová
President of the Czech Society for Experimental Plant Biology
50
CSEPB - Presentation
CZECH SOCIETY OF EXPERIMENTAL
EXPERIMENTAL PLANT BIOLOGY
The Czech Society of Experimental Plant Biology (CSEPB,
http://www.csebr.cz/english/index.html) was established
in the early 90s in the last century. It followed-up to an
earlier long and successful of the Physiological Section of
Czech Botanical Society, which is celebrating 100 years
from its establishment this year. The research fields
included in the focus of CSEPB are not restricted to the
pure laboratory or theoretical ones, on the contrary, we
welcome colleagues from applied science and field
research.
CSEPB currently associates more than 120 plant biologists from the Czech Republic and some members
from Slovakia. Close collaboration of CSEPB with Slovakian colleagues within the Physiological Section of
Slovakian Botanical Society is given by historical reasons of long-term existence in one state of
Czechoslovakia - the CSEPB keeps tradition of collaboration in the field of experimental plant biology
independently on legally determined borders.
CSEPB regularly organizes or co-organizes plant science meetings on national and international level.
The most important are international, mainly Czech-Slovak Conferences on Experimental Plant Biology
rotating in 3-year intervals in hosting institutions in centers of plant sciences around the Czech Republic
and Slovakia. In addition, the CSEPB organizes annual conferences of Ph.D. students of plant biology
and symposia on methods in plant biology (Methodical Days).
CSEPB publishes journal - Bulletin of CSEPB and the Physiological Section of the Slovakian Botanical
Society – serving as a platform for field information, sharing experience, commemorating important
events, personalities of the national plant scientists. In addition, proceedings of the conferences
organized by CSEPB are published in the Bulletin CSEPB and PS SBS.
CSEPB is a member of the Federation of European Societies of Plant Biology (FESPB).
CSEPB is an Associate of EPSO being the sixth national society signing in 2009 the Memorandum of
Understanding on science policy cooperation in the European plant sector and beyond towards creating
the "Knowledge Based Bio-Economy".
This year CSEPB joined EPSO initiative of Fascination of Plants Day on 18th May 2012. Nineteen Czech
institutions joined FoPD with 16 events including various activities. One of the biggest events in CZ was
„the Magic Power of Plants“ organized in the Botanical Garden of Charles University in Prague showing
hands-on activities and demonstrations aimed on plant functioning with more than 2,000 visitors. The
Czech programme was held under the auspices of Petr Bendl, Minister of Agriculture of the Czech
Republic.
CSEPB is a member of the Council of Scientific Societies of the Czech Republic by the Academy of
Sciences (CSSCR), that includes more than 70 professional learned societies from all scientific fields.
51
Commitee
Scientific Committee
Dr. Ortrun Mittelsten Scheid
Prof. Ingo Schubert
(GMI Vienna)
(IPK Gatersleben)
Assoc. Prof. Jana Albrechtová
Prof. Miloš Barták
(Charles University, Prague)
(Masaryk University, Brno)
Prof. Ladislav Havel
Assoc. Prof. Ruslan Kalendar
(Mendel University, Brno)
(University of Helsinki)
Dr. Aleš Kovařík
Dr. Pavel Lízal
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
(Masaryk University, Brno)
Prof. Zdeněk Opatrný
Assoc. Prof. Jana Řepková
(Charles University, Prague)
(Masaryk University, Brno)
Assoc. Prof. Jiří Šantrůček
Prof. Boris Vyskot
(University of South Bohemia,
České Budějovice)
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
Organizing Committee
Pavlína Šteflová
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
Roman Hobza
Eduard Kejnovský
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
Magda Soukupová
Boris Vyskot
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
(Institute of Biophysics ASCR, Brno)
Jana Albrechtová
Lenka Dvořáková
(Charles University, Prague)
(Charles University, Prague)
Marian Hlavna
Olga Krupková
(Biomania)
(Biomania)
Pavel Reichmann
Jan Škoda
(Biomania)
(Biomania)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
52
Sponsors, Invited Talks
Invited talks:
Prof. Ortrun Mittelsten Scheid (Gregor Mendel Institute of Plant Molecular Biology, Vienna)
Prof. Ingo Schubert (Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research, Gatersleben)
Prof. Ruslan Kalendar (University of Helsinki)
Prof. Zdeněk Opatrný (Charles University, Prague)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
53
Conference Venue
54
Programme
Monday - September 3, 2012 - Mendel Museum
14:00 - 16:00
Registration (Mendel Museum)
14:00 - 22:00
Accommodation (Vinařská dormitory)
16:00 - 16:15
Opening words (Mendel Museum)
16:15 - 17:00
Invited talk - Prof. Ortrun Mittelsten Scheid (Gregor Mendel Institute of Plant
Molecular Biology, Vienna): Epigenetics in plants
17:00 - 17:45
Invited talk - Prof. Ingo Schubert (Leibniz Institute of Plant Genetics and
Crop Plant Research, Gatersleben): Principles of karyotype evolution
17:45 - 18:00
Group photo in front of the Mendel Museum
18:00 - 21:00
Guided tour to the Mendel Museum and Monastery, Welcome reception
Tuesday - September 4, 2012 - Vinařská dormitory
8:30 - 9:00
Mounting of posters
9:00 - 9:30
Invited talk - Prof. Ruslan Kalendar (University of Helsinki): What is
the reality of a gene?
9:30 - 10:30
talk 11-3, Section 1 (Molecular & Cell Genetics)
9:30 - 9:50
Radka Uhlířová (GMI Vienna): Quantitative trait loci associated with Arabidopsis
thaliana early root meristem
9:50 - 10:10
Veronika Zbránková (University of Ostrava): The complete mitochondrial genome
sequence of the eustigmatophyte alga T. minutus
10:10 - 10:30
Sergey Mursalimov (Acad. Sci. Novosibirsk): Cytomixis and nuclear vacuoles in
tobacco microsporogenesis
10:30 - 10:50
Coffee break
10:50 - 12:30
talk 44-8, Continuation of Section 1
10:50 - 11:10
Eva Majerová (Masaryk University, Brno): Epigenetic regulation of Nicotiana
tabacum telomeres
11:10 - 11:30
Michael Watson (University of Leeds): Activity of mammalian DNA demethylation
functions in Arabidopsis
11:30 - 11:50
František Zedek (Masaryk University, Brno): A mystery of the origin of holocentric
chromosomes
11:50 - 12:10
Yuuta Imoto (University of Tokyo): Division behavior of mitochondrion and
microbody in the red algae Cyanidioschyzon merolae
12:10 - 12:30
Lucie Najdekrová (Acad. Sci. Brno): The role of NBS1 in telomere maintenance of
Arabidopsis thaliana
12:30 - 13:30
Lunch
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
55
Programme
13:30 - 14:50
talk 99-12, Section 2 (Developmental Biology)
13:30 - 13:50
Andreas Finke (IPK Gatersleben): Genetic analysis of RNA-directed transcriptional gene
silencing in Arabidopsis thaliana
13:50 - 14:10
Jana Jarešová (Acad. Sci. Třeboň): The 17kDa protein is expressed in the course of
chromatic adaptation of alga Chromera velia
14:10 - 14:30
Martin Janda (ICT Prague): Phospholipid signalling in SA pathway in Arabidopsis
thaliana
14:30 - 14:50
Martina Kudělková (MENDELU Lednice): Comparison of test results of garlic plants
for presence Carlaviruses by different methods
14:50 - 15:10
Coffee break
15:10 - 16:30
talk 1313-16, Continuation of the Section 2
15:10 - 15:30
Zuzana Vatehová (Acad. Sci. Bratislava): Cell wall modification of Zea mays L.
plants treated with cadmium
15:30 - 15:50
Tomáš Zavřel (CzechGlobe Brno): Dynamics and constraints of batch culture
growth of Synechocystis sp. PCC 6803
15:50 - 16:10
Wioletta Brankiewicz (University of Lublin): The influence of reactive oxygen
species to the bioelectric signals of liverwort Conocephalum conicum
16:10 - 16:30
Eva Tomaštíková (Acad. Sci. Olomouc): Protein interactions of Arabidopsis RanBPM
homologue reveal conservation of CTLH
16:30 - 18:30
Poster session
16:30 - 17:30
Odd numbers (1, 3, 5, …)
17:30 - 18:30
Even numbers (2, 4, 6, …)
19:00 - 23:00
Conference Party (Restaurant Železná růže)
Wednesday, September 5, 2012, Vinařská dormitory
9:00 - 9:30
Invited talk - Prof. Zdeněk Opatrný (Charles University, Prague): Plant cell lines
as experimental models of postgenomic biology: their privileges and limitations
9:30 - 10:30
talk 1717-19, Continuation of the Section 2
9:30 - 9:50
Danica Kučerová (Acad. Sci. Bratislava): Effect of galactoglucomannan oligosaccharides
and cadmium on the growth and development of Arabidopsis thaliana primary root
9:50 - 10:10
Martin Rozmoš (Masaryk University, Brno): Do strigolactones really affect
branching of arbuscular mycorrhizal mycelium?
10:10 - 10:30
Ladislav Šigut (University of Ostrava): Does long-term cultivation under elevated
CO2 concentration influence acclimation of assimilatory processes to temperature?
10:30 - 10:50
Coffee break
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
56
Programme
10:50 - 12:30
talk 2020-24, Continuation of Section 2
10:50 - 11:10
Jana Klásková (Acad. Sci. Olomouc): New generation of potential inhibitors of
cytokinin oxidase/dehydrogenase from Arabidopsis thaliana
11:10 - 11:30
Lucie Maršálová (ICT Prague): Plant Integral Membrane Proteins and Herbiced or
what does not kill you makes you stronger
11:30 - 11:50
Kristina Felcmanová (Acad. Sci. Třeboň): Influence of enhanced CO2 concentration
on regulation of photosynthesis in diazotrophic cyanobacteria
11:50 - 12:10
Eliška Ježilová (Acad. Sci. Olomouc): Stomatal opening under blue light and
growth parameters of tomato mutant 7B-1
12:10 - 12:30
Halyna Korovetska (Masaryk University, Brno): How plants sense the reduced
water availability?
12:30 - 13:30
Lunch
13:30 - 14:50
talk 2525-28, Section 3 (Systematics & Evolution)
13:30 - 13:50
Sonja Klemme (IPK Gatersleben): DNA composition and evolution of a selfish
chromosome
13:50 - 14:10
Tereza Hasíková (University of Ostrava): The genus Tetracystis (Chlamydomonadales,
Chlorophyceae): another highly polyphyletic taxon of coccoid green algae
14:10 - 14:30
Grzegorz Migdalek (Cracow University): The systematic position of violets from
metal-polluted areas in light of embryological and molecular studies
14:30 - 14:50
Eva Žižková (Acad. Sci. Prague): Cytokinin metabolic pathways in evolutionary
older non-vascular organisms
14:50 - 15:15
Coffee break
15:15 - 16:30
Sponsor Section
15:15 - 15:30
Jiří Brzobohatý (Sigma-Aldrich spol. s r. o.): Sigma-Aldrich - Your partner in
plant research
15:30 - 15:45
Monika Džuganová (GATC Biotech): Multiplatform-based sequencing: combining
libraries, sequencing technologies and software tools
15:45 - 16:00
Jan Zástěra (Genomac International, Ltd.): DNA sequencing and DNA sequencers,
how to navigate in a dense jungle of technologies and devices
16:00 - 16:15
Lucie Nováková (M.G.P. spol. s r. o.): Introducing the Newest Member of the
NanoDrop Family: NanoDrop™ Lite
16:15 - 16:30
Ludmila Lukeszová (Bio-Consult Laboratories s.r.o.): QIAGEN - revolutionary
technologies and chemistry
16:30
Closing remarks, awards for the best lectures
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
57
Abstracts - Invited Talks
Epigenetics in plants
Ortrun Mittelsten Scheid
Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology, Austrian Academy of Sciences, Vienna, Austria
All major epigenetic mechanisms known to occur in eukaryotes are found in plants, often in diversity
exceeding that of other organisms. Modifications of DNA and the associated histone molecules are
installed, maintained or removed at specific sites by antagonistic or synergistic enzymes encoded by
large gene families. RNA molecules initiate or maintain gene silencing and control development,
transposon activity, or virus infections. In contrast to animals where germ line cells are laid aside early
in development, plants have numerous possibilities to initiate new meristems from formerly
differentiated tissues. Due to their sessile life style, plants are much more dependent on adaptation to
their environmental conditions and have developed an amazing potential for phenotypic plasticity,
including epigenetic responses. The study of plant epigenetics, applying molecular, cytological, genetic,
genomic and bioinformatic tools, has produced substantial insight into epigenetic principles within and
beyond the plant kingdom, and is likely to do so in future.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
58
Abstracts - Invited Talks
Principles of karyotype evolution
Ingo Schubert
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), D-06466 Gatersleben, Germany
The chromosome complement of an organism is called karyotype. Karyotype evolution is based on
prerequisites and is restricted by structural constraints that have to be considered to avoid wrong
conclusions. Some of these prerequisites and constraints (many of them were detected by classical
chromosome mutagenesis studies) will be out-lined and discussed.
In brief:
•
Nuclear genomes are contained within chromosomes which coincide with genetic linkage
groups.
•
Number, size and shape of chromosomes vary considerably between species (and sometimes
even within a species).
•
Karyotype evolution is based on ploidy mutations, primary and secondary chromosome
rearrangements.
•
Chromosome rearrangements result from (erroneous) recombination repair of DNA doublestrand breaks.
•
Often breakpoints of rearrangements involve repeats at chromosome ends and
pericentromeres, providing ectopic homology for erroneous homologous recombination
repair.
•
Upper and lower chromosome size limitations are constraints of karyotype evolution.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
59
Abstracts
What is the reality of a gene?
Ruslan Kalendar
Institute of Biotechnology, University of Helsinki, Helsinki, 00014, Finland
Biological systems are extremely complex and have emergent properties that cannot be explained, or
even predicted, by studying their individual parts. The method of physics is simply one particular case of
a general scientific way of investigation in which the nature of the pertinent objects and the region this
science serves are taken into consideration. If this method is extended into the living, one obliterates
the specific nature of life. The facts that the boundaries of transcriptional units are far from clear; in
fact, whole chromosomes if not the whole genome seem to be continuums of genetic transcription,
many examples of gene fusion are known, likewise many examples of so-called encrypted genes are
known in the organelle genomes of microbial eukaryotes and in prokaryotes, and the structure of the
gene, its functional status can also be inheritable, and, epigenetic extra-genomic modes of inheritance,
called genetic restoration, seem to be a rather common phenomenon, meaning that organisms can
sometimes rewrite their DNA on the basis of RNA messages inherited from generations past. The gene
concepts require different prerequisites or complementation by different 'worlds'. The gene that is
manipulated is dependent on living organisms that are competent to integrate it into their own genome.
Life itself is a prerequisite for genetic manipulation and, as such, cannot be explained in molecular
terms, it transcends molecular reductionism. Genes are not causes, but conditions for life processes.
Genes provide the information for the primary structure of proteins. But their functions cannot be
deduced from the latter; hence, there must be a 'world' of processes where proteins are at its disposal.
The functions of gene products need to be integrated into the entirety of an organism, by the organism
itself. Proteins allow for the expression of phenotypic characters, they are not their causes. Instead of
investigating the living in accordance with its nature, one forces upon it a lawfulness alien to it. In this
way, however, by denying life, one will never come to know it. Our thinking should not also be
adequate to ask where an organ of a living being originates instead of what purpose it serves. Should
be viewed the object as is never what purpose something serves but always how it develops.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
60
Invited Talks
Plant cell lines as experimental models of postgenomic biology:
their privileges and limitations
Zdeněk Opatrný
Department of Plant Experimental Biology, Faculty of Science, Charles University in Prague, Viničná 5,
128 44, Prague 2, Czech Republic
Huge harvest of the plant genomic information can be effectively exploited only after their proper
confrontation with adequate phenotypic markers they are coding for. Various large-scale procedures of
plant phenomics have been developed recently, to be used for routine evaluation of either complete
plant organisms and/or their organs. On the contrary, phenomenology of plant cell cultures as
alternative experimental models mostly remains on rather primitive level. Why we have been using
these cell models? What are their methodological privileges and limitations? To what extent the results
gained through their application in the studies of plant growth, metabolism, differentiation, ontogenesis,
stress responses can be taken as valid for the understanding of “native, complete” plants as well?
The examples of the use of the various plant cell cultures in the investigation of plant hormonal
machinery, cytoskeleton behaviour, programmed cell death responses will be presented and
commented. In this connection some more general questions will be discussed: Would be reasonable to
pay our attention and effort to the selection/construction of the broader spectrum of “plant HeLa” cells,
similar in their parameters to the only till now universally used tobacco BY-2 cell line? What could be the
obstacles limiting our success in the establishing of comparable cell lines of not only Arabidopsis but
also maize, barley, tomato, or even Mendel´s pea?
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
61
Abstracts - Oral Presentations
Quantitative trait loci associated with Arabidopsis thaliana
early root development
1
Radka Uhlířová*, Bonnie Wohlrab and Wolfgang Busch
Gregor Mendel Institute of Plant Molecular Biology, Dr. Bohr-Gasse 3, 1030 Vienna, Austria
Plant development is a complex process in time and space. To understand its molecular basis, we can
use model systems. One of these is Arabidopsis thaliana root. It is easy to grow, small, has simple
structure and is amenable to microscopy and molecular genetics techniques, Thanks to its radial
symmetry and largely invariant cell lineages, the spatiotemporal complexity of development can be
reduced to just two dimensions. Tissues are specified along the radial axis and the developmental
timeline can be tracked along the longitudinal axis.
These features have been utilized to identify and analyse mutant phenotypes, and led to unravelling the
role of many genes that are involved in root development. However, it appears that many processes are
complex traits that are governed by many genes that function in robust regulatory networks. In such
a scenario, the effect of mutated genes might be masked by network robustness.
An alternative to laboratory-induced mutants is the extent of naturally present genetic variation among
local wild type populations of Arabidopsis thaliana (called accessions). This enables exploration of the
basis of complex biological processes using genome wide association (GWA) studies.
In this study, we used 250 accessions that were already sequenced or genotyped at high density. The
high-throughput phenotypization of these accessions was conducted by acquisition of root images at
multiple days, using a semi-automatic image analyses computational pipeline. In total, we acquired
28200 images of single roots and quantified several traits from each image. The most informative trait,
the growth rate of the root, was used for genome wide association mapping to identify genomic regions
associated with the observed variation. Several highly significantly associated genomic loci could be
identified. We found several genes in proximity of associated single nucleotide polymorphisms and
filtered those using cell-type specific expression data of the root to identify high confidence candidate
genes. According to their functional annotation and expression pattern, the most promising candidate
genes are potentially involved in cell division or cell elongation. We are currently conducting in-depth
characterization of the biological role of the genes.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
62
Abstracts - Oral Presentations
The complete mitochondrial genome sequence of the
eustigmatophyte alga Trachydiscus minutus
2
Veronika Zbránková*1, Jan Fousek2, Čestmír Vlček2, Marek Eliáš1
1
Department of Biology and Ecology, Faculty of Science, University of Ostrava, Chittussiho 10, 710 00
Ostrava, Czech Republic
2
Institute of Molecular Genetics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Department of Genomics
and Bioinformatics, 142 20 Prague, Czech Republic
Eustigmatophytes are an interesting class of ochrophyte (stramenopile) algae with a high
biotechnological potential yet with a poorly known biology and evolution. We sequenced and annotated
the mitochondrial genome of Trachydiscus minutus representing a recently described early-branching
group of eustigmatophytes, and annotated the mitochondrial genome of a distantly related
eustigmatophyte Nannochloropsis oceanica sequenced but ignored by another team. A comparative
analysis of the eustigmatophyte mitochondrial genomes revealed several notable features. First, they
have kept a nearly identical gene arrangement, whereas the gene order in other ochrophyte classes
appears less evolutionarily stable. Second, all genes, except tatC, are on the same strand, whereas all
other stramenopiles exhibit several blocks of genes on both strands. Third, eustigmatophytes are the
first ochrophyte class identified to have retained the apt1 gene in the mitochondrial genome. Fourth,
a novel protein-coding gene lacking discernible homologs outside eustigmatophytes is conserved in their
mitochondrial genomes. Fifth, uniquely among the taxa compared, the eustigmatophyte gene rps3
harbours a putative intron. Finally, eustigmatophytes exhibit a split form of the nad11 gene with the
part encoding the C-terminal region of the Nad11 protein retained in the mitochondrial genome and the
part encoding the N-terminal region apparently relocated to the nuclear genome.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
63
Abstracts
Cytomixis and nuclear vacuoles in tobacco microsporogenesis
3
Sergey Mursalimov*, Elena Deineko
Laboratory of plants bioengineering, Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian
Academy of Sciences, Prospekt Lavrentyeva 10, 630090, Novosibirsk, Russia
Tobacco microsporogenesis was studied by electron microscopy. The appearance of single-, double-, or
multimembrane nuclear vacuoles in microspore mother cells and their further elimination from the
nucleus are for the first time described for the genus Nicotiana as well as deviations from a normal
course for this process. The migration of nuclei between cells (cytomixis) also was observed between
tobacco microspore mother cells. Behavior of the nuclear vacuoles within the cytomictic nucleus was
described for the first time.
The maximal manifestation of cytomixis was observed in the pachytene. As a rule, several cells
connected with one another by cytomictic channels wherein the nuclei migrated were observable at this
stage. In the majority of cases, nuclei passed from cell to cell concurrently through several closely
located cytomictic channels. During cytomixis chromatin migrate between cells within the nuclear
envelope, and its disintegration was unobservable. The nucleus after passing through cytomictic
channels into another cell can be divided into individual micronuclei or, in the case of a direct contact
with another nucleus, can form a nuclear bridge. No signs of pyknosis were observable in the chromatin
of the micronuclei formed after cytomixis, and the synaptonemal complex was distinctly seen.
Using tobacco lines with different ploidy levels for light and electron microscopic analysis, we have
obtained new data about this interesting phenomenon. We have shown that the frequency of cytomixis
in tobacco microsporogenesis is directly proportional to ploidy level of plant. The results of our study
allow cytomixis to be regarded as a normal process in the cell rather than pathology.
The work was supported by “OPTEC” LLC
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
64
Oral Presentations
Epigenetic regulation of Nicotiana tabacum telomeres
4
Eva Majerová*1, Miloslava Fojtová1, Iva Mozgová1, Miroslava Bittová2 and Jiří Fajkus1,3
1
Department of Functional Genomics and Proteomics, Faculty of Science and Central European Institute
of Technology, Masaryk University, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno, Czech Republic
2
Department of Chemistry, Faculty of Science, Masaryk University, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno, Czech
Republic
3
Institute of Biophysics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Královopolská 135, CZ61265 Brno, Czech Republic
Telomeres are nucleoprotein protective structures located at the ends of eukaryotic linear
chromosomes. Their structural and functional regulation is essential for correct cell and whole organism
development – non-functional, critically shortened telomeres may stop the cell cycle and lead to
apoptosis and premature ageing of organism, while stably maintained telomeres are one of the crucial
conditions for cellular immortality and possible cancer development. It was thought for a very long time
that telomere DNA cannot be methylated for its specific repetitive sequence [CCCTAA(A)]n where no
common methylation patterns as CpG or CpNpG motifs are found. Later on it was confirmed in plants
that Arabidopsis telomeres are methylated via siRNA´s in CpNpN motifs and parallel research in mouse
embryonic stem cells and MEF´s revealed that the length of telomeres is regulated by DNA and histonemethylation of telomeric and/or subtelomeric regions. Nevertheless, the DNA methylation of animal
telomeres has never been proven. To describe epigenetic regulation of plant telomeres, we chose
tobacco as the model organism because it has large heterochromatic genomic blocs and very long
telomeres in comparison with Arabidopsis genome what makes it a very convenient organism for
epigenetic studies.
Here we focus on regulation of tobacco telomeres using drugs that inhibit DNA and histone methylation.
First we confirmed that tobacco telomeres are methylated and we found that this methylation is
a dynamic process that can be changed within specific conditions. In addition, the activity of telomerase
is significantly increased when genomic DNA hypomethylation occurs and the transcription from
telomeres (TERRA) changes dependently on the type of the drug used (DNA methylation inhibitor or
whole mehtylation inhibitor). It is surprising that neither the length of telomeres, nor the telomere
nucleosome folding was changed and those data contradict previous data in mouse stem cells.
Furthermore we checked a detailed distribution of methylcytosines within proximal and distal telomere
parts to find out whether a homogeneous character of chromatin exists throughout the long tobacco
telomeres. These results will be discussed and compared with the data obtained in other model
systems.
This work was supported by the Czech Science Foundation (P501/11/0289, P501/11/0596) and the
Czech Ministry of Education (MSM0021622415, LC06004 and LC 06035).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
65
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
Activity of mammalian DNA demethylation functions
in Arabidopsis
5
Michael Watson*, Aaron Berret and Peter Meyer
Centre for Plant Sciences, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK.
DNA methylation is an epigenetic mark in plants found at 5’ positions of cytosines in CG, CNG and CNN
sequence contexts. DNA methylation marks regulate gene expression and genome structure. Stability
and dynamics of DNA methylation patterns are influenced by four major factors: de novo methylation,
maintenance methylation, passive loss of methylation and active demethylation. Maintenance
methylation functions are still well conserved among plants and animals, which separated more than 1.5
billion years ago. In contrast, demethylation mechanisms differ considerably among mammals and
plants. The high tolerance of plants to changes in DNA methylation makes them an ideal experimental
system to analyse DNA demethylation systems. We tested DNA demethylation activity of a mammalian
dioxygenase in Arabidopsis and find that it can oxidise 5methyl cytosines at some genomic loci.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
66
AO
bsratrlaPcrtessentations
A mystery of the origin of holocentric chromosomes
6
František Zedek* and Petr Bureš
Department of Botany and Zoology, Masaryk University, Kotlářská 2, 61137 Brno, Czech Republic
In mitosis, holocentric chromosomes attach spindle microtubules to the kinetochores that cover almost
the whole length of their poleward surfaces, which contrasts with the “normal type” of monocentric
chromosomes, where spindle attachment is restricted to a single kinetochore. In meiosis, holocentric
chromosomes attach microtubules either along their entire length (holokinetic meiosis) or to
chromosomal ends (telokinetic meiosis). Telokinetic meiosis has been reported only in Nematoda so far,
while holokinetic meiosis is present in all holocentric plants (e.g. families Cyperaceae and Juncaceae)
and vast majority of holocentric animals (e.g. roundworms or many orders of insects). Thanks to their
constitution, holocentric chromosomes are prone to chromosomal breakages and a high frequency of
chromosomal fissions and fusions has implications for karyotype and genome evolution of holocentric
organisms, especially those with holokinetic meiosis.
Although holocentric chromosomes have been recognized almost eighty years ago, the mechanisms of
their origin and their adaptive value remain unknown. A recent hypothesis suggests that they might
have evolved as a defense against centromere drive. In monocentric organisms, under the model of
centromere drive the expansion of centromeric satellite repeats could create a “stronger” centromere
that recruits more kinetochore proteins and better attracts microtubules, which may confer an
advantage in asymmetric (mostly female) meiosis, and the stronger centromere would likely sweep
through the population. However, centromere drive might be associated with a number of negative
effects such as skewed sex ratios in populations, male sterility or retention of deleterious mutations.
The adaptive mutations of genes for kinetochore proteins that interact with centromeric DNA (CENH3 or
CENP-C) may alter their binding affinity to satellite repeats and thus to bring back a balance and
suppress centromere drive. In holocentric organisms with holokinetic meiosis, however, the expansion
of satellite repeats should have no function because kinetochore is already formed along the entire
length of chromosomes. If holocentrism has evolved to suppress centromere drive, holocentric
organisms should exhibit nonadaptive evolution of kinetochore proteins.
To address the hypothesis we have obtained the genes for kinetochore proteins from both telokinetic
(Caenorhabditis) and holokinetic (Luzula) holocentric models. We have evaluated the selection regimes
acting on analyzed genes and we found positive selection acting on kinetochore proteins in
Caenorhabditis, while there were no signs of positive selection in Luzula. The absence of positive
selection in Luzula supports the hypothesis that holocentrism might have evolved as a defence against
centromere drive, at least in holocentrics with holokinetic meiosis.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
67
AO
bsrtarlaPcrtsesentations
Division behavior of mitochondrion and microbody
in the red algae Cyanidioschyzon merolae
7
Yuuta Imoto*
Imoto*1, 2, Mio Ohnuma2, Yamato Yoshida2, Haruko Kuroiwa2, Tsuneyoshi
Kuroiwa2 and Shigeyuki Kawano1
1
Department of Integrated Biosciences, Graduate School of Frontier Sciences, the University of Tokyo,
Kashiwa City Kashiwa-no-ha 5-1-5, Tokyo, Japan
2
Departments of Life Science, College of Science, Rikkyo University, Toshima-ku Nishi-ikebukuro 3-341, Tokyo, Japan
Mitochondria and microbodies are ubiquitous subcellular organelles with different evolutionary origins.
Both organelles fulfill essential roles in the cellular metabolism and proliferate by division. Considering
that the cells of higher animals and plants contain many organelles which tend to behave somewhat
randomly, there is little information concerning the division and inheritance of organelles during the cell
cycle. Here, we show the current cytological and morphological knowledge of the division and
inheritance of mitochondria and microbody studied with the primitive alga Cyanidioschyzon merolae that
have a minimum set of organelles.
The mitochondrial division is controlled by the MD (mitochondrial division) machinery composed of the
outer machinery (outer MD ring, dynamin ring, Mda1 ring) and the inner machinery (inner MD ring, FtsZ
ring). Our recent studies revealed that microbody is physically connected to mitochondria and MD-ring
via electron-dense structure during mitochondrial division and induces the contraction of dynamin ring.
For 2 h after the mitochondrial division, the dumbbell-shaped mother microbody divided and separated
into spherical daughter microbodies by the activities of electron-dense patches (50 nm in diameter) at
each side of the microbody, and microtubules of the mitochondrial spindle. Our results suggested that
mitochondrial and microbody division is regulated by reciprocal relationship among these two organelles
via MD machinery and the electron-dense structures.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
68
AO
bsratrlaPcrtessentations
The role of NBS1 in telomere maintenance
of Arabidopsis thaliana
8
Lucie Najdekrová* and Jiří Široký
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics ASCR, Kralovopolska 135, 61265
Brno, Czech Republic
Many telomere-building protein complexes are associated with telomeres to ensure their proper capping
function. It was found however, that many repair complexes also contribute to telomere stability. We
focused on highly conserved DNA-repair complex Mre/Rad50/Nbs1 (MRN) and used Arabidopsis thaliana
to study the possible functions of the DNA repair subunit Nijmegen breakage syndrome 1 (NBS1) in
telomere homeostasis using knockout nbs1 mutants. Although NBS1-deficient plants were viable,
without any visible signs of developmental defects and produced fertile seeds through many generations
upon self fertilisation, plants lacking also the functional telomerase (double mutants) rapidly - within
three generations - displayed severe developmental impairments leading to complete sterility in the 6th
generation. Employing cytogenetic inspection of cycling somatic cells we observed very early onset of
massive genome instability expressed by numerous anaphase bridges. These bridges are consequences
of the fusions of de-protected termini of chromosomes which are treated as double strand breaks by
non-homologous end joining mechanisms. Over increasing seed generations the percentage of bridged
anaphases increased dramatically reaching almost 40% in 6th generation which was in striking contrast
to plants deficient in telomerase gene alone (5%). This mutual interaction can be explained by a
synergism between the two deficiencies. Consistent with this, we detected much faster telomere
shortening in double homozygous mutants when compared to plants with knockout telomerase gene
only.
We did not directly approached the question whether the deficiency of NBS1 per se in telomerase
negative plants was responsible for the observed phenotypes or whether there was some disturbance in
the proper assembly of the MRN repair-complex with subsequent impact on the phenotypes. However,
we provide indirect evidence of a novel role of NBS1 on plant telomere homeostasis.
Acknowledgement: the Czech Science Foundation (204/09/H002 and P501/12/G090)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
69
AO
bsrtarlaPcrtsesentations
Genetic analysis of RNARNA-directed transcriptional gene silencing
in Arabidopsis thaliana
9
Andreas Finke*, Markus Kuhlmann and Michael Florian Mette
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), Gatersleben, Germany
In plants, a particular class of small non-coding RNAs, short interfering RNAs (siRNAs) can serve as
a signal to induce cytosine methylation at homologous genomic regions. If the targeted DNA has
promoter function, this RNA-directed DNA methylation (RdDM) can result in transcriptional gene
silencing (TGS). RNA-directed transcriptional gene silencing (RdTGS) of transgenes provides a versatile
system for the study of epigenetic gene regulation in plants. In our experimental setup in Arabidopsis
thaliana, transcription of a nopaline synthase promoter (ProNOS)-inverted repeat provides a RNA signal
that triggers de novo cytosine methylation and TGS of a homologous ProNOS copy in trans. Utilising
a ProNOS-NPTII reporter gene particularly sensitive to silencing in this two component system,
a forward genetic screen for EMS-induced “silencing abrogated” (slg) mutations was performed. Three
of the obtained slg mutant lines were found to contain novel loss-of-function alleles of idn2, nrpd2a/
nrpe2a and drm2, respectively. IDN2 encodes a XH/XS domain containing protein that is able to bind
double-stranded RNA with 5’-overhangs, while NRPD2a/NRPE2a encodes the common second-largest
subunit of the plant-specific DNA-dependent RNA polymerases IV and V involved in silencing processes.
Finally, DRM2 encodes the DNA methyltransferase responsible for de novo DNA methylation. The effects
of idn2, nrpd2a/nrpe2a, drm2 and others on target gene expression, RdDM of transgenic as well as
endogenous target regions and siRNA accumulation have been studied in detail. Based on the obtained
results, a refined model for the positions of the affected factors in RdDM and RdTGS pathways will be
proposed.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
70
AO
bsratrlaPcrtessentations
The 17kDa protein is expressed in the course
of chromatic adaptation of alga Chromera velia
10
J. Jarešová* 1,2, R. Sobotka1,2, R. Kaňa1,2, E. Kotabová1,2, D. Bína2,3, P. Koník2 and O.
Prášil1,2
1
Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Czech Republic, Department of phototrophic
microorganisms, Opatovický mlýn, Třeboň, tel.+420384340412, email. [email protected]
2
University of South Bohemia, Faculty of Natural Sciences, Branišovská 31, České Budějovice, Czech
Republic
3
Institute of Plant Molecular Biology, Academy of Sciences of the Czech Republic, Branišovská 31, České
Budějovice, Czech Republic: tel. +420 387 772 244, fax: +420 385 310 366
Chromatic adaptation is a capacity of photosynthetic organisms to sense and respond to spectral
composition of incident irradiance. In aquatic environment the spectral conditions can vary significantly
within the water column. In general, red light is preferentially absorbed within the surface layer, then at
moderate depths the green and blue parts of spectrum are dominant and only blue light penetrates to
the very depths of euphotic (irradiated) zone of the water. We studied the adaptation on different
spectral quality of photosynthetic apparatus of the recently discovered unicellular eukaryotic alga
Chromera velia, the closest photosynthetic relative of apicomplexan parasites (malaria, toxoplasma etc.)
We studied pigment-protein complexes of photosynthetic apparatus using the clear native
electrophoresis (CN-PAGE), 2D electrophoresis, protein purification, emission spectra measurements and
protein sequencing. Emission spectra of whole cells grown in red and blue lights showed differences in
fluorescence emission maxima. The dominant maximum at 77K of red light-grown cells was shifted to
717 nm and one additional red-shifted fluorescence emission peak was also observed at 710 nm at
room temperature. CN-PAGE of membrane proteins purified from red light grown cells revealed a small
chlorophyll-binding protein complex that has never been present in samples grown at blue light. The
room temperature emission of the band cut from the gel showed the shoulder at 710 nm. Using 2D
electrophoresis we found a protein with mass about 17kDa to be the main component of the red-light
specific pigment-protein complex. This protein was analyzed by mass-spectrometry sequencing and by
BLAST and was identified as a member of the chlorophyll a, b bind superfamily. It is not clear whether it
is functionally attached only to Photosystem II or also to Photosystem I. Currently we study its possible
role in the dynamic re-arrangement of the thylakoid membrane as a response to red light.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
71
AO
bsrtarlaPcrtsesentations
Phospholipid signalling in SA pathway
in Arabidopsis thaliana
11
Martin Janda*1, Vladimír Šašek2, Lenka Burketová2, Zuzana Novotná1 and Olga
Valentová1
1
Department of Biochemistry and Microbiology, Institute of Chemical Technology Prague, Technická 5,
16628 Praha 6, Czech Republic
2
Institute of Experimental Botany AS CR, Rozvojová 263, 16502 Praha 6 - Lysolaje, Czech Republic
Plant defence against biotic stress is like the performance of symphony orchestra. It contains many
players and instruments and final result should be impressive. Plants have to survive many pitfalls,
despite they don’t move so they can´t escape from the “battle”. During biotic stress a signal is
transferred from the cell surface to the nucleus and this process is mediated by various signalling
mechanisms. It has been shown that one of them is a phospholipid signalling system which involves
phospholipases (enzymes hydrolysing phospholipids). Our subjects of interest are phospholipases D
(PLD, EC 3.1.4.4), significant “family” of phospholipases comprising in Arabidopsis thaliana 12 isoforms
differing in the structure and biochemical properties. PLD hydrolyses phospholipids to form a polar head
and phosphatidic acid (PA), which is now considered as an important secondary messenger in plant
signalling.
Salicylic acid (SA) is one of the key components of plant defence response and has been intensively
investigated during the last twenty years but still several crucial steps of SA pathway remain unresolved.
We provide a strong evidence that either PLD or its product PA is involved in SA signalling. Co-treatment
of Arabidopsis seedlings with SA and n-butanol, a compound known to modulate PLD activity, almost
completely suppresses expression of SA-signalling marker gene PR-1 (pathogenesis-related 1).
Microscopic observation showed that n-butanol hinders the nuclear accumulation of NPR1-GFP. NPR1 is
a key transcriptional regulator of SA-responsive genes. Nuclear accumulation of NPR1 requires its
monomerization. Treatment with n-butanol had no effect on the level of nuclear NPR1 in plants
expressing constitutive monomeric form of NPR1. This indicates that n-butanol acts likely upstream of
NPR1 monomerization rather than on its degradation by proteasome in nucleus.
In order to identify PLD genes involved in SA signalling, we analysed expression of all isoforms after SA
treatment. PLDγ1 and PLDγ3 were significantly induced by SA. In Arabidopsis genome, all three PLDγ
genes are located at the same locus. We created an artificial microRNA construct which will silence all
three PLDγ simultaneously. Transformed plants will be assessed for their responsiveness to SA.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
72
AO
bsratrlaPcrtessentations
Comparison of test results of garlic plants
for presence Carlaviruses by different methods
12
Martina Kudělková*1, Jana Čechová1 and Hana Sasková2
1
Mendeleum - Institute of Genetics and Plant Breeding. FH MENDELU, Valtická 337, 69144 Lednice
Department of Breeding and Propagation of Horticultural Plants, FH MENDELU, Valtická 337, 69144
Lednice
2
The experiment was focused on present Carlaviruses in garlic plants (Allium sativum L.). 100 plants of
garlic grown in vitro were tested for the present of Garlic common latent virus (GCLV) and Shallot latent
virus (SLV). ELISA (Bioreba) and Reverse transcription PCR were used for detection these viruses. The
young leaves of garlic were used for testing. The results have proved a higher sensitivity of RT-PCR
method for GCLV. This virus has been present in 29% plants. Only 12% positive plants have been
detected by ELISA. Almost no difference has been between RT-PCR and ELISA in present of SLV. RTPCR has showed 23% of positive plants, ELISA 22%. The statistically significant difference has not been
between these methods.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
73
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
Cell wall modification of Zea mays L. plants
treated with cadmium
13
Kučerová
čerová1,2and D. Lišková1
Zuzana Vatehová*
Vatehová*1, A. Malovíková1, K. Kollárová1, D. Ku
1
Department of Glycobiotechnology Institute of Chemistry, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská
cesta 9, 845 38 Bratislava, Slovakia, [email protected]
2
Institute of Botany, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 23 Bratislava, Slovakia
The plant cell wall, mainly composed of polysaccharides (cellulose, hemicelluloses and pectin), is known
to participate in heavy metal detoxification. In addition to polysaccharides, also several classes of
proteins and other components as lignin and phenolics are presented. The architecture and composition
of cell walls change in association with developmental stage, biotic and abiotic factors, such as
pathogens or osmotic stress. The aim of our work was to compare cell wall composition in roots of two
Zea mays L. hybrids (sensitive and tolerant) after cadmium treatment.
The seeds for our experiments were germinated in the dark. Uniform seedlings were selected and
cultivated 10 days in solutions containing 10-5 and 5.10-5 M concentrations of Cd(NO3)2, at 25 °C, 70%
humidity, in light condition (130-140 mmol m-2 s-1 PAR, 16-h photoperiod). Cell wall components were
isolated according to Capek et al. (2000) and identified by FTIR. The Cd content was determined by
AAS, Klason lignin by Košťálová et al. (2007), and cell wall-bond phenolics by Yu et al. (2002).
Changes in chemical composition of cell walls were determined as a result of exposure to cadmium
compared to untreated plants. Quantitative changes of cell wall polysaccharides, lignin and phenolics
were ascertained. Results obtained in this study can contribute not only to plants protection against
abiotic stress, but they can help to resolve some mechanisms of heavy metal action in plant cells.
Capek P. et al. 2000. Carbohydr. Res. 329, 635–645.
Košťálová Z. et al. 2007. Chemical Papers 63, 406-413.
Yu L. et al. 2002. J. Agric. Food Chem. 50, 1619–1624.
This study was supported by the Slovak Research and Development Agency, contract No. APVV-014010, and COST Action FA-0905.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
74
AO
bsratrlaPcrtessentations
Dynamics and constraints of batch culture growth
of Synechocystis sp. PCC 6803
14
Tomas Zavrel *1, 2, Zaneta Pochylova 1, Jan Cerveny 1, Maria Sinetova 1, 3 and Ladislav
Nedbal 1
1
2
3
Global Change Research Centre AS CR, v.v.i., Belidla 968/4a, 603 00, Brno, Czech Republic
Masaryk University, Faculty of Science, Kotlářská 267/2, 611 37, Brno, Czech Republic
Institute of Plant Physiology, RAS, Botanicheskaya Street 35, 127276, Moscow, Russian Federation
Cyanobacteria, oxygenic photosynthetic microorganisms, have been documented to live in Earth surface
habitats for more than 3.5 billion years. In recent decades cyanobacteria have gained increased
attention because of their biotechnological potential and also due to the opportunities of studying broad
range of fundamental biological phenomena. Unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803
reached specific status across whole the Cyanoprokaryotes phylum; it has become essential model
organism in cyanobacteria research and it also disposes great application potential.
The biotechnological potential of cyanobacteria varies, among other, with the phase of the culture
growth. In this talk will be presented results of experimental study of the batch culture growth dynamics
of Synechocystis sp. PCC 6803. Experimental set was aiming on better understanding the physiological
background of dynamics and constraints of the culture growth, discovering the limitations in the
individual growth phases and also identifying potential for inducing or delaying transitions between the
growth phases.
Results will be compared with similar study of another unicellular cyanobacterium Cyanothece sp. ATCC
51142 and possible biotechnological potential of the work will be discussed.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
75
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
The influence of reactive oxygen species to the bioelectric
signals of liverwort Conocephalum conicum
15
Wioletta Brankiewicz*
Department of Biology and Biotechnology, Maria Curie - Skłodowska University in Lublin, Akademicka
19, 20-033 Lublin, Poland
Reactive oxygen species (ROS) constitute a very important of the signal transductions in the living
organisms. In the case of biotic and abiotic stress, the ROS level may greatly increase leading to
damages in the cells’ structures. ROS mainly lead to far-going changes in cell membrane permeability
which is confirmed in the surveys conducted on Conocephalum conicum thallus by using technique of
measuring the bioelectrical potentials which the use of intercellular electrodes. They prove that the
hydroxyl radical application which develops as the rent of ascorbic acid dilutions and CuCl2 (Cu/asc)
reaction, created 10 minutes before the application, causes the bioelectric response in the sharp of
action potentials (APs) with the 30.9 ± 0.4 mV amplitude. In turn, the application of 10 mM CuCl2
dilution didn’t give any response. With reference to estimated value AP amplitude, after adding 10 mM
of Cu/asc and 10 mM of asc (26.5 ± 0.6 mV), there appeared the doubt whether the earlier creation of
Cu/asc solution doesn’t lead to its deactivation. Therefore, there has been an experiment held with the
incipient application of CuCl2 and the 10 mM of asc was added after 10 to 12 minutes and the effect of
it was AP with the average amplitude of 85.2 ± 3.0 mV. In all those cases of the mentioned
measurement, the long lasting chase of repolarization was visibly noticed without the possibility of
returning to value of the rest potential. The parallel measurements were conducted for 4 mM
condensation- average amplitude of 40.9 ± 0.4 mV, 3 mM – 33 ± 1.3 mV and 1 mM (no reaction).
Additionally, there has been conducted the surveys with use of hydrogen peroxide. Application of H2O2
in the chosen concentrations 0.9 M (75.2 ± 0,6 mV) , 0.09 M (40,8 ± 0,6 mV) and 0.009 M (20.2 ±
0,75 mV) caused the effect in AP with a long- lasting depolarization. Therefore, it may be assumed that
using ROS for Conocephalum conicum thallus causes the activation of the permeability canals for
calcium employed in the first AP phase or / and in the inactivation of the potassium channels
responsible for the stage of repolarization.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
76
AO
bsratrlaPcrtessentations
Protein interactions of Arabidopsis RanBPM homologue reveal
conservation of CTLH complexes in eukaryotes
16
Eva Tomaštíková*1, Beáta Petrovská1, Lucie Kohoutová3, Věra Cenklová2, Petr Halada3
and Pavla Binarová3
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Institute of Experimental
Botany ASCR, v.v.i., Sokolovská 6, Olomouc 772 00, Czech Republic
2
Institute of Experimental Botany, ASCR, v.v.i., Sokolovská 6, 772 00, Olomouc, Czech Republic
3
Institute of Microbiology, ASCR, v.v.i., Vídeňská 1083, 142 20 Prague 4, Czech Republic
RanBPM (Ran-binding protein in the microtubule-organizing centre) was originally reported as
a centrosome-associated protein in human cells. However, RanBPM protein is currently considered as
a scaffolding protein with multiple cellular functions. Based on sequence similarity, we identified
a homologue of the human RanBPM in Arabidopsis thaliana (AtRanBPM, At1g35470). AtRanBPM protein
has highly conserved SPRY, LisH, CTLH and CRA domains. We prepared GFP fusion and analysed the
localization and distribution of the protein in Arabidopsis cultures and plants. Microscopic analysis of
GFP-AtRanBPM in vivo and immunofluorescence localization of endogenous AtRanBPM showed mainly
cytoplasmic and nuclear localization. Absence of colocalization with γ-tubulin was consistent with the
biochemical data and suggests another than centrosomal role of the AtRanBPM protein. Cell
fractionation showed that endogenous AtRanBPM or expressed GFP-AtRanBPM are mainly cytoplasmic
proteins with only a minor portion detectable in microsomal fractions. AtRanBPM was identified
predominantly in the form of soluble cytoplasmic complexes. Immunopurification of AtRanBPM followed
by mass spectrometric analysis identified proteins containing LisH and CRA domains. Homologues of
copurified proteins are known to be components of the C-terminal to the LisH motif (CTLH) complexes
in humans and budding yeast. Taken together, our data indicate that as yet uncharacterized Arabidopsis
RanBPM protein physically interacts with LisH-CTLH domain-containing proteins and forms high
molecular weight cytoplasmic protein complexes homologous to similar complexes in human and
budding yeast. Although the exact functions of the CTLH complexes in scaffolding of protein
degradation in protein interactions and in signalling from the periphery to the cell centre are not yet
fully understood, structural conservation of the complexes across eukaryotes suggests their important
biological role.
Supported by the European Regional Development Fund No. CZ.1.05/2.1.00/01.0007 for ET and BP,
IGA UP PrF/2012/001 for ET, grants LC06034 and LC545 from MEYS of Czech Republic, 204/07/1169,
204/09/P155, and 204/09/H084 from the GACR, and grant IAA500200719 from GAAV.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
77
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
Effect of galactoglucomannan oligosaccharides and cadmium on
the growth and development of Arabidopsis thaliana primary root
17
Danica Kučerová*1,2, Ivan Zelko2, Karin Kollárová2, Zuzana Vatehová2, Anna Kákošová2
and Desana Lišková2
1
Institute of Botany, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 23 Bratislava, Slovakia,
[email protected]
2
Institute of Chemistry, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 38 Bratislava, Slovakia
Galactoglucomannan oligosaccharides (GGMOs) belong to the group of biologically active
oligosaccharides known as regulatory molecules influencing plant growth and development. Our recent
study is focused on better understanding of GGMOs action during Arabidopsis primary root growth and
their possible mediatory role in protecting plants, especially roots, from cadmium toxicity.
In GGMOs grown plants primary roots were longer in comparison with the control. The presence of
GGMOs diminished the negative effect of Cd on Arabidopsis root elongation and also changed root
growth dynamics.
In GGMO treated roots oligosaccharides stimulated cell division, elongation and differentiation. In these
plants root meristem and elongation zone were longer and xylem maturation¸ hair root formation and
lateral roots emergence were accelerated in comparison with the control. Cadmium has negative effect
on all parameters followed, which was improved by GGMOs addition.
In plants growing in the presence of GGMOs the suberin lamellae were developed more distant from the
root apex. Faster solute and water transport when suberin lamellae were shifted farther from the root
apex can possibly explain the faster growth of GGMOs grown plants. In Cd and GGMOs+Cd treated
plants the formation of suberin lamellae was shifted closer to the root apex. This earlier suberin lamellae
development confirms its protecting mechanism against heavy metal stress.
We have followed cadmium distribution (using dithiozone) and its content in Cd and Cd+GGMOs grown
plants for better understanding the GGMOs protective action. Cadmium distribution in plants depended
on the duration of cadmium action. Cadmium, absorbed by the root cap and root hairs, on the
beginning of incubation stored in the root and hypocotyl, was later transported by xylem up to the
leaves and stored in trichomes. GGMOs didn’t unambiguously influence cadmium localization and its
content in plants. Their action is focused mainly on growth and development promotion.
This work was supported by the grants of Slovak Grant Agency for Science (VEGA No. 2/0046/10) and
the COST Action FA-0905.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
78
AO
bsratrlaPcrtessentations
Do strigolactones really affect branching
of arbuscular mycorrhizal mycelium?
18
Martin Rozmoš*
Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk University, Kamenice 753/5, 62500
Brno, Czech Republic
Strigolactones, i.e. the terpenoid lactones decades ago recognized as the germination elicitors of
parasitic plants from the genera Striga and Orobanche are recently acknowledged also as plant
hormones and they play also a crucial role in establishing arbuscular mycorrhiza (AM). AM is of the most
common symbiotic relationships of plants on the Earth, improving the uptake of nutrients by plant roots
and in protecting them against root pathogens.
We made a series of in vitro experiments aimed to assess effects of synthetic strigolactone analogue
GR24 in concentrations 10-5 – 10-10 M and two plant extracts prepared from tomato fruit and carrot root
on primary hyphae branching of two AM fungi, Gigaspora rosea and Glomus intraradices. Additionally,
we studied the effects of these compounds on germination of Glomus mosseae spores and Striga
hermonthica seeds.
Neither hyphal branching nor spores germination were affected by any compound at any concentration
used, including GR24 used as positive control. When treated with GR24 in concentration 10-5 M, 30–
60% of S. hermonthica seeds germinated. Tomato extract elicitated 22% and carot extract 58%
germination, without induction no seeds germinated.
None of our experiments showed significant effect of plant extracts and synthetic analogue GR24 on
hyphal branching or germination of AM fungal spores. This contradicts with information available in the
literature.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
79
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
Does longlong-term cultivation under elevated CO2 concentration
influence acclimation of assimilatory processes to temperature?
19
Ladislav Šigut*1,2, Petra Holišová2, Karel Klem2, Otmar Urban2 and Vladimír Špunda1
1
Department of Physics, Faculty of Science, Ostrava University, 30. dubna 22, CZ-701 03 Ostrava 1,
Czech Republic
2
CzechGlobe – Global Change Research Centre AS CR, v.v.i., Bělidla 986/4a CZ-603 00 Brno, Czech
Republic
In this study, we have tested the hypothesis that elevated CO2 concentration (EC) leads to a shift of the
temperature optimum (Topt) of photosynthetic rate in long-aged tree species. Since the EC treatment
usually leads to the significant decreases in stomatal conductance and consequently to decreases in
transpiration (decline in output of latent heat) followed by increases in leaf temperature, we hypothesized that EC thus results in the acclimation of plants to higher temperature. We studied two most common economic species in Czech Republic – European beech (Fagus sylvatica L.) and Norway spruce
(Picea abies [L.] Karst.). The eight-year-old trees were cultivated under ambient (AC; 380 µmol(CO2)
mol-1) and elevated (EC; 700 µmol(CO2) mol-1) concentration of CO2 in glass domes at the experimental
research site Bílý Kříž in the Beskydy Mts. The temperature response of basic photosynthetic
characteristics was assessed in situ at leaf/needle temperature range 15–40 °C using gas exchange
method (Li-6400/6400-40 LCF, Li-Cor, USA). Only sun exposed and fully developed leaves and shoots
were measured during two campaigns (July 2010, August 2011). The suppression of light-saturated
stomatal conductance, caused by EC conditions, was confirmed in beech during both campaigns and in
spruce only during the second one. Thermal images taken by Fluke-Ti55FT (Fluke, USA) during second
campaign directly showed that both EC variants had ~3 °C higher leaf temperature compared to their
respective AC variants at 14:00 h during sunny day. Meticulous analysis of photosynthetic characteristics
revealed that the shift of Topt to higher temperatures observed in EC variants during first campaign
occurred particularly due to the instantaneous direct effect of EC. Measurement under growth CO2
concentration thus led to shift in limitation processes of photosynthesis with different temperature
optima. However, we observed shifts in temperature optima of electron transport rate and Rubisco
carboxylation capacity at light saturation. Our data thus do not support the initial hypothesis that longterm growth of plants under elevated CO2 concentration leads to the shift of Topt. However, other
related processes acclimate to higher temperature.
Acknowledgements: Financial support came from these projects and grants: LM2010007, CZ.1.05⁄
1.1.00⁄02.0073, SGS17/PřF/2012.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
80
AO
bsratrlaPcrtessentations
New generation of potential inhibitors of cytokinin
oxidase/dehydrogenase from Arabidopsis thaliana
20
Jana Klásková*1, Marek Zatloukal1,2, Lukáš Spíchal1,2 and Miroslav Strnad1,2
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Šlechtitelů 11, 78371
Olomouc, Czech Republic
2
Laboratory of Growth Regulators, IEB AS CR & Palacký University Olomouc, Šlechtitelů 11, 78371
Olomouc, Czech Republic
Cytokinin oxidase/dehydrogenase (CKX; EC 1.5.99.12) takes responsibility for an irreversible
degradation of cytokinin hormones in plants. New group of CKX inhibitors with potential cytokinin-like
activity were prepared. These compounds, LGR-2678, LGR-2679, were tested for their biological activity
in various bioassays. Their biological activity was investigated in a receptor binding assay where an
ability to activate the cytokinin receptors was assessed. Subsequently, binding of tested compounds to
cytokinin receptors was determined by ARR5::GUS reporter gene assay. Their ability to inhibit the
cytokinin oxidase/dehydrogenase from Arabidopsis thaliana (AtCKX2) was also studied. Finally, our
in vivo experiments led to increased yield in Arabidopsis plants.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
81
AO
bsratrlaPcrtessentations
Plant Integral Membrane Proteins and Herbiced or what
doesn't kill you makes you stronger
21
Lucie Maršálová*1, Iva Hlaváčková1, Vojtěch Jurga1, Radovan Hynek1 and Kateřina
Schwarzerová2
1
2
Institute of Chemical Technology, Prague, Technická 3, 166 28, Praha 6-Dejvice
Charles University in Prague, Viničná 5, 128 44, Praha 2
Plasma membrane separates two different enviroments. So, it is first cellular compartment that is
exposed to the stressor effect. The proteomic apparatus is the most influenced by stressor and
mediates defense reaction as well. Study of plasma membrane proteome, integral membrane proteins
(IMPs) especially, is necessary for better understanding of plants reactions during stressful situation.
Integral membrane proteins are analytical chalenge. Sample contains lot of hydrophilic impurities
forming vesicles with IMPs after aqueous two-phase partitioning in the system of dextran and
polyethylenglycol. So, IMPs are purified and fractionated by reversed-phase chromatography at the
same time. Clasical proteomic method like two-dimensional electrophoresis cann't be often used
because of IMPs extremly hydrophobic nature. This problem can be solved elegantly by using Mass
Spectrometry after the specific digestion in solution. Moreover Mass Spectrometry provide the relative
quantification using for example iTRAQ tags (isobaric Tags for Relative and Absolute Quantitation) too.
This methodology was used in preliminary experiment to study influence of herbicide isoxaben to IMPs
expression levels in cell culture of Arabidopsis thalina. Weight of cells in treated cell culture were higher
than weight of cells in control cell culture. Size of cells was verified using microscopy. Plasma
membranes were isolated and 103 proteins were identified, 34 of which were belonged to the IMPs. 42
proteins were quantified , 15 of which were belonged to the IMPs.
Some isoforms of H(+)-ATPase and beta-1,3-glucosidase were exprimed the most. These proteins are
closely related to synthesis of cell wall that is inhibited by isoxaben. Efficiency of quantification was
verified by Western Blot with imunochemical detection with antibody againts H(+)-ATPase.
Plasma membrane from Arabidopsis thaliana leaves will be isolated at different times of isoxaben effect
in the another experiment.
Financial support from specific university research (MSMT No 21/2012).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
82
AO
bsratrlaPcrtessentations
Influence of enhanced CO2 concentration on regulation
of photosynthesis in diazotrophic cyanobacteria
22
Kristina Felcmanova*1,2, Barbora Sediva1, Dana Luhanova2 and Ondrej Prasil1
1
Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Czech Republic, Laboratory of Photosynthesis,
CZ-37981 Trebon, Czech Republic, [email protected]
2
University of South Bohemia, Faculty of Science, CZ-37005 Ceske Budejovice, Czech Republic
Diazotrophic cyanobacteria are important contributors to ocean primary production and they are
important providers of new nitrogen to the oligotrophic ocean areas. Increasing atmospheric
concentration of CO2 has influence on the ocean carbonate chemistry, on its acidification and on
phytoplankton physiology. Several reports have studied cyanobacterium Trichodesmium sp., which
responds to elevated concentration of CO2 with increase of its growth rate. We therefore hypothesized
that high pCO2 might be beneficial for all diazotrophs. We examined the physiological resp <onse,
growth rate, carbon and nitrogen fixation activity of two diazotrophic cyanobacteria with different
strategies of nitrogen fixation: unicellular Cyanothece sp. ATCC 51142 and filamentous heterocystforming Anabaena sp. PCC 7120 to current (390ppm) and future (900ppm) atmospheric CO2
concentration. Only few data are available reporting the response of diazotrophic cyanobacterium
Anabaena sp. and so far no experiments have been done with cyanobacterium Cyanothece sp. and its
response to the elevated CO2. High pCO2 increased the growth rate in Cyanothece sp. by 32%, however
in cyanobacterium Anabaena sp., the growth rate was inhibited by 34%. Nitrogenase activity was
stimulated under elevated CO2 in both species. The total nitrogen fixation derived from nitrogenase
activity was under high pCO2 2-fold higher in cyanobacterium Cyanothece sp. and 1.5-fold higher in
cyanobacterium Anabaena sp. in comparison with cultures cultivated at current pCO2. We also observed
that cyanobacterium Cyanothece sp. fixes nitrogen at the end of light phase, although it has been
assumed that nitrogen fixation in unicellular cyanobacteria is restricted only to the dark phase. In
summary, our results do not confirm the initial hypothesis. Possible explanations for the contrasting
response among Cyanothece and Anabaena may be found in different morphological and ecological
strategies of diazotrophic cyanobacteria.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
83
AO
bsratrlaPcrtessentations
Stomatal opening under blue light and growth parameters
of tomato mutant 7B
7B--1
23
E. Ježilová
Ježilová*
*1, V. Bergougnoux2,3, M. Fellner3 and M. Špundová1
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Department of Biophysics,
Faculty of Science, Palacký University, Šlechtitelů 11, Olomouc, CZ-78371, Czech Republic
2
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Department of Molecular
Biology, Faculty of Science, Palacký University, Šlechtitelů 11, Olomouc, CZ-78371, Czech Republic
3
Group of Molecular Physiology, Laboratory of Growth Regulators, Palacký University & Institute of
Experimental Botany ASCR, v.v.i. Šlechtitelů 11, Olomouc, CZ-78371, Czech Republic
Changes of photosynthesis under blue light and growth parameters were examined in the ABAoverproducing 7B-1 mutant in tomato. Net photosynthetic rate (PN), stomatal conductance (gs) and
intrinsic water use efficiency (WUEi) under blue light in leaves of different insertion (1st, 4th and 9th
ones) were measured in 5-, 7- and 9-week-old plants using an open gas exchange system. The stem
growth was measured as an increase in length of stem between two nearby leaves during four weeks.
With the aging of leaves, a blue-light-induced increase in PN and gs to steady-state was delayed and
steady-state values of PN and gs were lower in 7B-1 plants compared with WT. Steady-state WUEi was
increased in 4th and 9th leaves of 7B-1 plants compared with WT. In early ontogenetic stage 7B-1
showed faster stem growth than WT. However, the total increase in the length of internodes was
greater in WT. The lower steady-state values of PN, gs in older leaves and higher steady-state WUEi
values in 4th and 9th leaves together with faster growth of 7B-1 in early ontogenetic stage can be
explained by the higher endogenous level of ABA in 7B-1 plants and their lower sensitivity to ABA in
earlier growth stage.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
84
AO
bsratrlaPcrtessentations
How plants sense the reduced water availability?
24
Halyna Korovetska* and Vit Gloser
Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk University, Kamenice 5, 624 00 Brno,
Czech Republic
Roots respond sensitively to stress conditions in soil such as reduced soil water content (SWC). As
distant sensors they help plant to adjust to variable environment by sending regulatory signals to the
shoot. These signals serve to adjustments of stomatal opening that consequently limits both rates of
water loss by transpiration and photosynthesis. Abscisic acid (ABA) is a key regulator of stomatal
opening but recently has been shown that root-sourced ABA is not the main initial chemical signal from
root to shoot in xylem when soil water content decreases. Many compounds may potentially act as root
to shoot signals (e.g. pH, malate, nitrate, jasmonic acid) and act synergistically with ABA to facilitate
stomatal closure under water stress. Obviously, some chemical signals transported from roots at the
early stage of SWC decrease could modulate the effect of ABA in the leaf and also possibly stimulate the
ABA synthesis in the leaves. The aim of our work was to investigate what chemical signals may be
potentially involved in the leaf early signalling of soil water deficit.
We explored the dynamics of changes in chemical composition of xylem sap in response to changes of
SWC in Zea mays, Brassica napus, Helianthus annuus and Triticum aestivum. Xylem sap was extracted
from leaves using pressure chamber. We measured sap pH by microelectrode and determined
concentration of anions by capillary isotachophoresis.
We found an increase of xylem sap pH when SWC decreased in all species. Soil drying also lead to an
increase of the concentrations of sulphate and nitrate in the leaf xylem sap in all four species before sap
pH was elevated. We hypothesize that, the inorganic ions could cause the pH alkalization and these may
lead to enhancing of intensity of the ABA signal in the leaf.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
85
AO
bsra
trlaPcrtes sentations
DNA composition and evolution of a selfish chromosome
25
Sonja Klemme*1, Mihaela Martis2, Ali Mohammad Banaei Moghaddam1, Klaus Meyer2,
Thomas Wicker3, Jiri Macas5, Uwe Scholz1, Fabian Bull1, Thomas Schmutzer1, Hana
Simkova4, Jaroslav Dolezel4, Nils Stein1, Jörg Fuchs1 and Andreas Houben1
1
2
3
4
5
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), Gatersleben, Germany
German Research Center for Environmental Health, Neuherberg, Germany
Institute of Plant Biology, University of Zurich, Switzerland
Institute of Experimental Botany, Olomouc, Czech Republic
Institute of Plant Mol Biology, Ceske Budejovice, Czech Republic
B chromosomes (Bs) are non-obligatory chromosomes that exist in many species within plants, fungi
and animals. They do not pair with the normal A chromosomes (As) and follow a non Mendelian
inheritance pattern. In most cases they do not have beneficial genes but show selfish accumulation
mechanisms. In the case of rye Bs this is achieved via non segregation of sister chromatids during first
pollen mitosis. To determine the DNA composition and evolution of a selfish chromosome we flowsorted and pyrosequenced rye Bs (1C =~560 Mbp). In silico sequence analysis and subsequent
fluorescence in situ hybridization (FISH) allowed us to compare rye As and Bs in depth. Based on
identified gene reads we were able to trace the evolutionary origin of Bs. We found mobile elements
which are differently distributed on As and Bs. Most of the newly identified B-specific high copy repeats
clustered at the heterochromatic terminal part of the rye B. In addition, a B enriched pericentromeric
sequence was found. To our great surprise we were able to show a high accumulation of chloroplast
and mitochondrial DNA in the Bs compared to As. With the new data that we gathered, we propose
a model for the formation and evolution of the rye B.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
86
AO
bsratrlaPcrtessentations
The genus Tetracystis (Chlamydomonadales, Chlorophyceae):
another highly polyphyletic taxon of coccoid green algae
26
T. Hasíková*1, A. Lukešová2, E. Sýkorová3,4 and M. Eliáš1,5
1
Department of Biology and Ecology, Faculty of Science, University of Ostrava, Chittussiho 10, 71000,
Ostrava, Czech Republic
2
Institute of Soil Biology, Biology Centre ASCR, Na Sádkách 7, 37005, České Budějovice, Czech Republic
3
Institute of Biophysics ASCR, Královopolská 135, 61200 Brno, Czech Republic
4
Faculty of Science, and CEITEC – Central European Institute of Technology, Masaryk University,
Kamenice 5, 62500 Brno, Czech Republic
5
Charles University in Prague, Faculty of Science, Department of Botany, Benátská 2, 12801, Prague 2,
Czech Republic
Brown and Bold (1964) established a new genus Tetracystis to accommodate twelve species (nine
newly described and three transferred from the genus Chloroccocum) of coccoid zoospore-producing
algae. Nine species were subsequently added by various authors. So far, only the type species,
Tetracystis aeria, has been studied by molecular taxonomy and shown to belong to the order
Chlamydomonadales, leaving the phylogenetic position of the remaining species uncertain. We
determined 18S rDNA sequences for 13 additional species and found that Tetracystis is a highly
polyphyletic taxon represented by at least seven separate groups distributed in five major primary
clades of Chlamydomonadales. However, the delimitation of the separate groups reflects the diversity of
some delicate morphological and ultrastructural features that were thus previously not given the proper
taxonomic significance. Strikingly, four species (T. excentrica, T. pulchra, T. texensis, and T. intermedia)
turned out to be nested in a clade of fusiform flagellates recently described as the genus Gungnir.
Despite their morphological disparity (coccoid versus flagellate vegetative stage), the relationship of
Gungnir to these four Tetracystis species is corroborated by shared ultrastuctural features of the
pyrenoid. Analyses of the ITS2 region are underway to aid further assessment of Tetracystis species.
Financial support: GACR521/09/1912; GACRP506/10/0705
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
87
AO
bsratrl aPcrtessentations
The systematic position of violets from metalmetal-polluted areas
in light of embryological and molecular studies
27
Grzegorz Migdałek*1, Michał Combik2 and Elżbieta Kuta1
1
Department of Plant Cytology and Embryology, Jagiellonian University, Grodzka 52, 31-044 Cracow,
Poland
2
Władysław Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Lubicz 46, 31-512 Cracow Poland
Many species of the Violaceae family colonize soils polluted with heavy metals, forming metalliferous
and non-metalliferous populations. Ore-bearing areas in Southern Poland in Chrzanów region are
covered by forests with many plant species, including violets from Viola reichenbachiana-V. riviniana
group. In field observation individuals growing in these areas were recognized by taxonomists as
interspecific hybrids based on morphological intermediate features. The aim of the present studies was
to confirm or reject the hypothesis of hybrid origin of violets growing on ore-bearing areas in the vicinity
of Chrzanów (Chrzanów Borowiec, Chrzanów Warpie). The control represented Viola reichenbachiana, V.
riviniana and hybrids between these species from non-polluted populations (Skała Kmity and Modlnica
near Kraków). Studies included analysis of morphological traits, embryological development and
chloroplast genome markers. Morphological analysis based on seven flower characters identified
individuals from polluted populations as intermediate between V. reichenbachiana and V. riviniana, but
more similar to V. riviniana. Pollen size and heteromorphism were informative in distinguishing two
parental species from plants colonizing polluted areas. Pollen viability of plants from polluted areas was
very high (over 96%). No disturbances were observed in female gametophyte development, embryo
and endosperm formation and seed setting of plants from contaminated sites. Chloroplast genome
markers rpoB , rpoC1 and trnH-psbA were used to discriminate V. reichenbachiana from V. riviniana and
metalliferous populations. Analysis of chloroplast markers rpoB and rpoC1 showed no differences
between two species. Non-coding marker trnh-psbA, howewer was more variable between species. V.
reichenbachiana populations had high intraspecific variability, manifested as two genetic lineages. V.
riviniana and metalliferous populations exhibited almost no variability of this particular marker, which
suggested that those metallic forms within this sequence are more similar to V. riviniana, than to V.
reichenbachiana.
In conclusion: 1) No apparent negative influence by heavy metal pollution on plant vegetation and
violets reproduction was detected; 2) No typical V. reichenbachiana and V. riviniana were found in orebearing sites. Morphologically, plants occurring in these areas were hybrids more similar to V. riviniana,
fully fertile and can therefore be considered as stabilized introgressive forms or ecotypes of parental
species modified by soil conditions.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
88
AO
bsratrlaPcrtess-en
OtraatlioPnre
s sentations
Cytokinin metabolic pathways
in evolutionary older nonnon-vascular organisms
28
Eva Žižková*1, Martin Kubeš1, Lenka Záveská Drábková2, Petre Dobrev1, Klára
Hoyerová1, Pavel Přibyl3, Miroslav Kamínek1 and Václav Motyka1
1
Institute of Experimental Botany AS CR, Rozvojová 263, 165 02 Prague, Czech Republic
Institute of Botany AS CR, Zámek 1, 252 43 Průhonice, Czech Republic
3
Institute of Botany AS CR, Dukelská 135, 379 82 Třeboň, Czech Republic
2
Cytokinins (CKs) are plant hormones controlling at low concentration many physiological and
developmental processes such as cell division, morphogenesis, senescence, apical dominance, seed
germination and dormancy. Based on their chemical structure, natural CKs are adenine derivatives
substituted in the N6 position with isoprenoid or aromatic side chain. The most abundant isoprenoid CKs
in plant tissues are N6-(2-isopentenyl)adenine (iP), zeatin occurring in trans or cis configuration (transzeatin, tZ; cis-zeatin, cZ), dihydrozeatin (DHZ) and their individual derivatives. Mechanism of CK
homeostasis including biosynthesis, inactivation and degradation is well characterized mainly in higher
plants, however, data concerning CK metabolic pathways in evolutionary older non-vascular organisms
are rare.
Our screening of endogenous CK profiles in several cyanobacteria and algae species originating from
various nature biotops revealed a wide spectrum of isoprenoid CK derivatives. The most prevailing CKs
detected were free bases of iP, cZ and tZ. On the contrary, very low or no detectable levels of CK
storage and deactivation forms (CK-O- and CK-N-glucosides) were reported. Interestingly, the 2methylthio-derivatives of iP were detected as predominant metabolites in a few species of cyanobacteria
and algae, which suggests a potential involvement of 2-methylthiolation in CK deactivation machinery in
some evolutionary older non-vascular organisms. High concentrations of cZ (in most tested
cyanobacteria and algae exceeding those of tZ) indicate that deactivation role of CK-N-glucosides in
these organisms might be substituted, at least partly, by cZ. With the aim to characterize the downregulatory pathway(s) of bioactive CK pool in cyanobacteria and algae, radiolabelled [3H]tZ was used in
our experiments as an essential marker in CK metabolism. The obtained data will be presented and
discussed at the conference.
This work is supported by the Czech Science Foundation (project P506/11/0774).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
89
Abstracts - Sponsor Talks
SigmaSigma-Aldrich - Your partner in plant research
Jiří Brzobohatý, Sigma-Aldrich spol. s r. o.
Sigma-Aldrich is a leading Life Science and High Technology company. Its biochemical and chemical
products and kits are used in scientific research, including genomic and proteomic research, oncology
research, biotechnology, pharmaceutical development and as key components in pharmaceutical,
diagnostic and other high technology manufacturing. For example, Sigma Life Science has developed a
CompoZrŸ Zinc Finger Nuclease (ZFN) technology which has been repeatedly used to make highly
targeted and permanent mutations in eukaryotic genome. Sigma also offers other useful tools for plant
research such as Extract-N-Amp? Plant and Seed kit, Anti-RuBisCO Spin and LC-2 columns and Diffinity
RapidTip.
MultiplatformMultiplatform-based sequencing: combining libraries, sequencing
technologies and software tools
Monika Dzuganova, GATC Biotech
Highest quality sequencing results can be achieved by combining leading sequencing technologies on
the market as ABI 3730xl (Sanger sequencing), Illumina HiSeq 2000 and Roche Diagnostics GS FLX
System (Next Gen sequencing), as well as Pacific Biosciences PacBio RS (Third Gen Generation
sequencing) with different library preparation methods and made-to-measure bioinformatic analyses.
The new Pacific Biosciences PacBio RS uses a novel technology that enables single molecule, real-time,
or SMRTEUR, detection of biological processes. This feature allows the system to observe certain
variation not accessible with other technologies.
The Illumina HiSeq 2000 provides the industryEURs highest sequencing output and quality at fastest
data generation rate and hence can be optimally used to obtain best sequencing results in resequencing projects.
DNA sequencing and DNA sequencers, how
how to navigate in a dense jungle
of technologies and devices
Jan Zástěra, Genomac International, Ltd.
DNA sequencing has been for a long time an integral part of the methodological spectrum of molecular
genetic laboratories. Although the beginnings of DNA sequencing date back to the 80s of the last
century, the importance of this methodology still remains unequaled. It also proves the fact that
although the essence of the method remains the same, its development is still primarily to increase its
speed and reduce its difficulty and complexity.
Currently, DNA sequencing is the exclusive domain of all automated DNA analyzers. The work of the
current generation of these devices is still based on capillary electrophoresis, whereas the upcoming
generation will use other approaches, such as pyrosequencing, ligation, and others.
Future generation of DNA sequencers can expect different technologies such as SMRT technology or
nanopore technologies. In order to be more efficient, faster and less expensive they will offer new
approaches of reading DNA however despite offering a wider range of sequences the capillary
electrophoresis remains today, the gold standard for DNA sequencing.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
90
Abstracts - Sponsor Talks
Introducing the Newest Member of the NanoDrop Family: NanoDrop™ Lite
Lucie Nováková, M.G.P. spol. s r.o.
As the industry leader in micro-sample quantitation, Thermo Scientific NanoDrop Products meet the
needs of today's laboratory scientist with instruments that are smart, simple and robust. We combine
our extensive expertise in micro-sample analysis with an in-depth understanding of real-life applications
to deliver the latest in UV-Vis and Fluorescence instrumentation.
Basic Microvolume UV-Vis Spectrophotometer NanoDrop™ Lite is designed for simple sample analysis
delivered in compact footprint. NanoDrop™ Lite measures nucleic acid concentration at 260 nm, purity
using the 260/280 ratio and purified protein concentration at 280 nm. It delivers the accuracy and
reproducibility expected from NanoDrop instruments. With its compact design, built-in controls and
software, the NanoDrop Lite is small enough to fit on any benchtop, but powerful enough to provide
routine measurements for life science workflows.
QIAGEN - revolutionary technologies and chemistry
Ludmila Lukeszová, Bio-Consult Laboratories s.r.o.
QIAGEN is the leading global provider of sample and assay technologies. Sample technologies are used
to isolate and process DNA, RNA, and proteins from biological samples such as blood or tissue. Assay
technologies are used to make such isolated biomolecules, such as the DNA of a specific virus, visible
for subsequent analysis. The company provides these products to molecular diagnostics laboratories,
academic researchers, pharmaceutical and biotechnology companies, and applied testing customers for
purposes such as forensics, animal or food testing and pharmaceutical process control. QIAGEN brings
the quality and complete solution with revolutionary technologies like automation of manual columns
sample preps with QIAcube, HRM technology with RotorGene Q and Pyrosequencing with Pyromark.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
91
Abstracts - Posters
Enhancing photosynthesis when stomata are closed
1
Daniel Hisem*1, Daniel Vrábl1,2and Jiří Šantrůček1,3
1
The University of South Bohemia, Faculty of Science, Department of Experimental Plant Biology, Branišovská
1716/31c, České Budějovice 370 05
2
The University of Ostrava, Faculty of Science, 30. dubna 22, Ostrava 701 03
3
Institute of Plant Molecular Biology, Branišovská 1160/31, 370 05 České Budějovice
Mesophyll conductance (gm) represents crucial diffusional limitation of photosynthesis since it restricts CO2 flux from
intercellular spaces to the sites of carboxylation inside the chloroplasts stroma. gm was found to respond to different
environmental factors simultaneously with stomatal conductance (gs) in some studies, but not in others. Supplying
plants with abscisic acid (ABA), we triggered stomatal closure and estimated fast responses of gs and gm to different
CO2 concentrations as well as relationship between gs and gm under low ABA-concentration treatment simulating
moderate water restriction. Plants treated by low concentration of ABA simultaneously decreased stomatal
conductance and enhanced mesophyll conductance to CO2 transport to balance CO2 flux and to keep its
concentration in chloroplasts (Cc) and photosynthetic rate as high as possible. This process finally enhanced water
use efficiency.
The study was supported by the Grant Agency of the Czech Republic (GACR), grant no. P501/12/1261, and by the
Grant Agency of the University of South Bohemia (GAJU), grant no. 134/2010/P.
Micropropagation protocol of Viola uliginosa, species threatened with extinction and cyclotide
content in plants from natural sites and in material from in vitro culture
2
Błażej Ślązak*1, Justyna Bujak1, Ulf Göransson2and Elżbieta Kuta1
1
Jagiellonian University, Institute of Botany, Department of Plant Cytology and Embryology, 52 Grodzka st., 31-044
Cracow
2
Division of Pharmacognosy, Department of Medicinal Chemistry, Uppsala University, Biomedical Centre, Box 574,
SE-751 23 Uppsala, Sweden
Viola uliginosa Besser is European species occurring mainly in the Baltic Sea region. In some regions of its
distribution, including Poland, is considered as endangered or even threatened with extinction. In vitro technique is
one of the methods of ex-situ conservation and preservation of rare and endangered species. In relatively short
time, in controlled conditions, multiplication of maternal plant(s) is achieved and regenerated plantlets are a source
of material for reintroduction. Plant tissue cultures have also great potential in the industrial production of bioactive
plant metabolites from rare, medicinal plants. Species of Violaceae from different genera and sections produce
cyclic polypeptides (cyclotides). These proteins are of much interest due to their medicinal properties (ureotonic,
hemolytic, anti-cancer and cytotoxic, antimicrobial, insecticidal, HIV-inhibitory, trypsin inhibitory) and specific
chemical structure (cyclic amino acid backbone of about 30 amino acid residues, stabilized by three disulfide
bridges). A micropropagation protocol of V. uliginosa was developed and cyclotide content both from plants from
natural sites and in the material obtained in culture was investigated. Fresh leaf and petiole fragments were
cultured on Murashige and Skoog (1962) medium solidified with agar and supplemented with different
concentrations of plant growth regulators - TDZ, KIN, 2,4-D. Direct and indirect (via callus) organogenesis were
induced on MS + 0.5 mg l-1 TDZ and MS + 1 mg l-1 TDZ or 2 mg l-1 KIN + 2mg l-1 2,4-D (followed by callus transfer
on 1mg l-1 TDZ), respectively and confirmed by observations in SEM and by histological analysis in light
microscope. Regenerated shoots were rooted on MS with 2% sucrose and 0.5 mg l-1 IBA. Plantlets were
acclimatized. Presence of different types of cyclotides in plants from natural sites and in material from culture was
confirmed by LC-MS analysis.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
92
Abstracts - Posters
Brassinosteroids as regulators of changes in the response
of two genotypes of Zea mays L. to water deficit
3
Lenka Fridrichová*, Nina Trubanová, Dana Holá, Marie Kočová, Olga Rothová, Iva Jelénková and Daniel
Panchártek
Charles University in Prague, of Science, Department of Genetics and Microbiology, Viničná 5, 128 43 Prague 2,
Czech Republic
Brassinosteroids (BRs) are phytohormones essential for plant growth and development. Exogenously applied BRs
have long been known to increase growth and yield in many economically useful plant species. Many researchers
have also investigated the ameliorative effects of BRs on stressed plants; however, the knowledge on the role of
BRs as regulators of plant response to water deficit (both at the cellular and whole organism level) is still
incomplete. Our experiments were focused on the effects BRs have on selected photosynthetic, protective,
developmental, growth and morphological parameters of drought-stressed plants. Two inbred lines of maize (Zea
mays L.) – 2023, CE704 - from the Czech Republic were used for the experiments. Plants were grown in pots with
garden soil in a glasshouse, one plant per pot. Twenty days after the date of sowing (V2 or V3 developmental
stage) they were leaf-sprayed with 10-8 M aqueous solutions of 24-epibrassinolide (24-EBL) and then these plants
(as well as control plants treated with tap water + Tween 20) were exposed to a 10-day period of water deficit.
During this period, various photosynthetic and growth/morphological parameters were monitored and samples for
the determination of the content/activity of various antioxidants/osmoprotectants (proline, malondialdehyde,
catalase, ascorbate peroxidase) were taken. The experiments resulted in finding the differences in the response of
drought-tolerant (CE704) and –sensitive (2023) genotypes to exogenously applied BRs. More affected by drought
stress were parameters observed in 2023 than in genotype CE704. The biggest differences between the stressed
and control plants were found in morphological and developmental parameters.
Acknowledgement: This work was supported by the research projects SVV-2012-265202 of the Grant Agency of
Charles University and 612612 of the Grant Agency of Charles University, 501/11/1650 of the Grant Agency of the
Czech Republic and No. MSM 0021620858 of the Ministry of Education, Youth, and Sports of the Czech Republic.
Comparative transcriptomics reveals candidate genes
for copper tolerance in Silene dioica
4
Vojtěch Hudzieczek*, Eva Nevrtalová, Radim Čegan, Jiří Baloun and Roman Hobza
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics, ASCR, Brno
Silene dioica is the first plant species reported to sustain enormous concentration of copper in soil. Although heavy
metal tolerance is rare in plant kingdom, little is known about this ability on molecular level. In Silene dioica, copper
tolerance shows population-specific pattern, therefore we took an advantage of comparison between plants from
tolerant and non-tolerant populations in distinct metal treatment. In order to find out candidate genes responsible
for copper tolerance, we combined two different approaches for genome-wide expression analysis - cDNA-AFLP and
RNA-seq. Firstly, we sequenced outlier bands found in comparative cDNA-AFLP analysis and identified 18 candidate
genes with differential expression pattern according to degree of tolerance. Subsequent RNA-seq analysis
confirmed regulation changes of these candidates, and underlined overall trends of transcriptional changes under
copper stress. Our study gives first insight into phenomenon of heavy metal tolerance in plant species Silene dioica
on molecular level.
Acknowledgement: This work was supported by Czech Science Foundation (P501/12/2220, 522/09/0083, 204/09/
H002).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
93
Abstracts
Comparison of the plant responses of two soybean varieties to cadmium ions
5
Terézia Dobroviczká*1, Beáta Piršelová1, Peter Boleček1 and Ildikó Matušíková2
1
Department of Botany and Genetics, Constantine the Philosopher University in Nitra, Nábrežie mládeže 91, 94974
Nitra, Slovak Republic
2
Institute of Plant Genetics and Biotechnology SAS, Akademická 2, P.O. Box 39A, 95007 Nitra, Slovak Republic
Heavy metals belong to significant pollutants of the environment since they accumulate in organisms and are not
degradable. Heavy metals have influence on the plants as abiotic stress factor causing changes at different levels.
Plants of the family Fabaceae are considered as relatively sensitive to the effects of the heavy metals. The goal of
our experiments was to assess the impact of applied dose of cadmium (50 mg.kg-1 of soil in the form of Cd(NO3)
2 .4H2 O) on the morphological and physiological parameters of two soybean varieties (Glycine max (L.) Merr. cvs.
Bólyi 44 and Cordoba).
Already after 96 hours of the experiment a significant decrease of fresh and dry weight of primary roots was
scored.
The results of our experiments confirm the negative effect of cadmium on the tested morphological and
physiological parameters of soybean. However, the plants of the two varieties responded to the cadmium
differently. In the case of the variety Bólyi 44 we scored reduced length, fresh and dry weight of roots, as well as
dry weight of shoots. In the contrary in the case of the variety Cordoba we recorded increased length of roots,
shoots as well as fresh weight of roots. Exposure to cadmium, however, resulted in significantly elevated amounts
content of metal in the shoots of both the varieties. In the leaves of the variety Bólyi 44 cadmium did not cause
significant changes in the content of photosynthetic pigments in contrast to the leaves of the variety Cordoba. The
results of our experiments further confirm the negative effect of cadmium on the morphological and physiological
parameters of the leaf epidermis of both varieties; the number and size of stomata as well as the number of
epidermal cells were affected. All together, the variety Cordoba was identified as a relatively more tolerant to the
applied dose of metal. The high flexibility of the stomatal responses appears to be an important component of a
complex defense mechanism in soybean plants under growth in metal-polluted environment.
This work was supported by KEGA 044UKF-4/2012, VEGA 2/0062/11, VEGA 1/0509/12 and UGA VII/11/2012.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
94
Posters
Glutathione and other antioxidative substances as bioindicators of shortshortand longlong-term responses of in vitro cultivated orchids to high radiation stress
6
D. Chmelík*, M. Barták, J. Dubová and J. Rotkovská
Section of Plant Physiology and Anatomy, Department of Experimental Biology, Faculty of Science, Masaryk
University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic
Using micropropagation for proliferation of plants in vitro is fast and effective way to obtain new plant material. It is
well estableshed that numerous in vitro-cultivated plants show low resistance to high radiation and increased
sensitivity to photoinhibition of photosynthesis. In our study, we focus on plants of orchids Potinara hyb. and
Cymbidium sp. cultivated in vitro, particularly their sensitivity to short- and long-term radiation stress. The plant
explants were cultivated in temporary immersion system (TIS) RITA®. To supply the explants by nutrients from
growing solution (MS medium), they were immersed regularly, i.e. 7 times during 24 hours. Immersion time lasted
for 5 minutes. This study investigated the short- and long-term effects of different radiation intensities of
photosynthetic active radiation (PAR) on (1) synthesis of the antioxidative substrate glutathione, (2) interconversion
of xanthophyll cycle pigments (de-epoxidation state, DEPS), and (3) nonphotochemical quenching of absorbed
excess energy in chloroplastic photosynthetic apparatus (NPQ) as a marker of stress in photosystem II. We
hypothesised that there will be interspecific differences in their sensitivity to high radiation stress. Before
experiments, the plants were cultivated under radiation intensity of 15 µmol.m-2.s-1 (PAR) for 3 weeks. In short-term
treatment, the plants were exposed to 800 / 1200 µmol.m-2.s-1 of PAR for 60 min. During the exposition, plants
were sampled regularly in 10 min step for further HPLC analysis of glutatione and DEPS. In long-term treatment,
the plants were exposed to 40 and 150 µmol.m-2.s-1 of PAR for 21 days to artifical low radiation (LR) and high
radiation (HR) growing conditions. Then, samples were collected for subsequent analysis of glutatione and DEPS.
Increased radiation intensity caused expected increase of both monitored components of antioxidative protection,
which directly related to protection against photoinhibition. In short-term HR treatment, glutathion responded in
a complex manner. Generally, total glutathione (GSHTOTAL) decreased with time of exposition. Ratio of oxidized to
total glutatione (GSSH/GSHTOTAL) increased showing, however, large sample-related variation. These changes, as
well as differences found in the values and time courses of DEPS and NPQ, respectively, are indicative of radiation
stress in photosynthetic apparatus of Potinara hyb., Cymbidium sp. The two investigated species showed different
sensitivity to both short- and long-term high radiation treatment. These finding will be utilized in further in vitro
cultivation of the two orchid species and estimation of optimum radiation pretreatments before in vitro to ex vitro
transfer.
TryptophanTryptophan-derived metabolites in the immunity
of model Brassicaceae species.
7
Karolina Kułak* and Paweł Bednarek
Institute of Bioorganic Chemistry, Polish Academy of Sciences, Z.Noskowskiego 12/14, 61-704 Poznań, Poland
Secondary metabolites are highly diversified group of compounds, which are not involved in normal growth of
flowering plants. However some of them can be biosynthesized and secreted upon pathogen attack. Model plant
Arabidopsis thaliana synthesizes and accumulates constitutively aliphatic- (methionine–derived) and indole-type
(tryptophan-derived) secondary metabolites named glucosinolates. Recent studies revealed a pathway for
metabolism of indole glucosinolates (IGs) that is triggered by a number of fungal and oomycete pathogens, and is
essential in pre-invasive defence of A. thaliana. In addition infection of this model species lead to biosynthesis of
other Trp-derived secondary metabolites with function in immunity. In our study we analyzed conservation and
differentiation of Trp-metabolism of A.thaliana and its close relatives by LC/UV/MS metabolic profiling. We also
made a bioinformatic analysis of accessible genomes of A.thaliana relatives which included identification of possible
ortholog genes encoding enzymes involved in Trp and IG metabolism. Our studies indicated IG biosynthesis and
metabolism conservation in A.thaliana and its tested close relatives which suggests an ancient and important role of
this pathogen-triggered metabolic pathway in pre-invasive defence responses.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
95
Abstracts
8
Bud outgrowth in pea can be based on the competitive canalization of auxin
Zuzana Medveďová*1, Jozef Balla1,2, Vilém Reinöhl1 and Stanislav Procházka1
1
CEITEC - Central European Institute of Technology, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech
Republic,
2
Department of Plant Biology, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech Republic
Polar auxin transport in stem is necessary for the control of bud outgrowth by a dominant apex. Following
decapitation in pea (Pisum sativum L.) the axillary buds establish directional auxin export by subcellular polarization
of PIN1 auxin transporters. Application of auxin efflux inhibitor (NPA, TIBA) or protein synthesis inhibitor
cycloheximide to the second axillary bud of decapitated plants reduces or completely prevents bud outgrowth.
Inhibition of outgrowth of the second axillary bud in these plants caused outgrowth of the first bud, which is
associated with changes in expression profiles of PIN1 and DRM1 genes. These results support the competitive
canalization theory, by which canalization of auxin from the lateral auxin source is possible only if the primary
source is removed or weakened. Length of the decapitated stem stump may affect timing of changes in expression
of PIN1 and DRM1 genes and hence the timing of initiation bud outgrowth after removal of the dominant apex. The
signal for axillary bud outgrowth therefore could be the auxin decrease or depletion in the stem.
This work was supported by
Technology" (CZ.1.05/1.1.00/02.0068).
the
project
"CEITEC
-
Central
Temperature dependence of photosynthesis in recombinant tobacco
(Nicotiana tabacum L. cv. Samsun)
European
Institute
of
9
Peter Paseka*1, David Kaftan1 and Jindřich Bříza1,2
1
Faculty of Science, University of South Bohemia in České Budějovice, Branišovská 31a, 370 05 České Budějovice,
Czech Republic
2
Institute of Plant Molecular Biology, Biology Centre of the Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i.,
Branišovská 31/1160, 370 05 České Budějovice, Czech Republic
This research follows the previous findings that double mutation in D1 protein of the photosystem II reaction
centers and elevated CO2 grant thermotolerance to mesophilic cyanobacterium. The double mutant of the higher
plant Nicotiana tabacum L. cv. Samsun was prepared using biolistic transformation technique. We created stable
recombinant of tobacco replacing two conserved residues in the D helix of the D1 protein by the analogue residues
present in the thermophilic Thermosynechococcus elongatus. The main aim of our work is study of temperature
acclimation of thermotolerant tobacco by means of metabolomic profiling and physiological characterization that is
vital to our understanding of the acclimation process and has a considerable impact in basic and applied sciences.
To this end, we used CO2 gas exchange and oxygen evolution measurements for determination of photosynthetic
capacity of intact plants and leaf discs respectively and kinetic chlorophyll fluorescence measurements for the
assessment of the electron transfer rate in photosystem II. Lipid and fatty acid analysis was also carried out to
evaluate the role of lipids in thermal acclimation of the plants.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
96
Posters
Plant Aurora kinases are required for maintaining the level
of endoreduplication
10
Hana Jeřábková*1, Beáta Petrovská1, Věra Cenklová2, Pavla Suchánková1 and Pavla Binarová3
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Institute of Experimental Botany ASCR,
v.v.i., Sokolovská 6, Olomouc 772 00, Czech Republic
2
Institute of Experimental Botany, ASCR, v.v.i., Sokolovská 6, 772 00, Olomouc, Czech Republic
3
Institute of Microbiology, ASCR, v.v.i., Vídeňská 1083, 142 20 Prague 4, Czech Republic
Aurora kinases, a group of conserved serine/threonine kinases, play important role in mitosis and subsequent
cytokinesis. In metazoans Aurora kinases A, B, and C are important oncogens overexpressed in many types of cancer
cells. Three types of Aurora kinases – AtAurora 1, 2 and 3 have been identified in Arabidopsis genome. In our work we
down-regulated Arabidopsis Aurora kinases using RNA interference (RNAi) method and carried out detailed phenotypic
analysis of Aurora RNAi plants. RNAi silenced plants showed strong developmental defects. Arrested primary meristems,
ectopic meristem formation, trichoms with supernumery branches, cells with large nuclei or cells with several nuclei of
irregular shape in roots as well as in aboveground part were often observed. DNA content measurement of seedlings
with down-regulated Aurora kinases using flow cytometry analysis (FCM) showed a high proportion of cells with 8C and
16C DNA, while 2C and 4C cells remained similar to the controls. Subsequent chromocentres counting confirmed that
the increased amount of DNA content was caused by extra replication cycles (endoreduplication). Our results revealed
an essential role of plant Aurora kinases in the control of cell division and their requirement for maintaining of
meristematic activity and for the switch from meristematic cell proliferation to the differentiation and endoreduplication.
Acknowledgement: This work was supported by grants 204 ⁄ 07 ⁄ 1169, 204 ⁄ 09 ⁄ P155 and GD 204 ⁄ 09 ⁄H084 from
the Grant Agency of the Czech Republic, grants LC06034 and LC545 from the Ministry of Education, Youth and Sports
of the Czech Republic, grant IAA500200719 from the Grant Agency of the Czech Academy of the Sciences, IGA UP
PrF/2012/001 for H.J., grant No. CZ.1.05 ⁄ 2.1.00 ⁄ 01.0007 to H.J., B.P., and P.S. from the Centre of the Region Haná
for Biotechnological and Agricultural Research.
Light harvesting complexes of Chromera velia, the photosynthetic
relative of apicomplexan parasites
11
Josef Tichy*
Tichy*1,2, Zdenko Gardian1,2, David Bina1,2, Miroslava Herbstova1,2, Radek Litvin1,2 and Frantisek
Vacha1,2
1
2
Faculty of Science, University of South Bohemia, Branisovska 31, 37005 Ceske Budejovice, Czech Republic
Institute of Plant Molecular Biology, Biology Centre of the ASCR, v. v. i. Branisovska 31, 370 05 Ceské Budejovice
Chromera velia (Chromerida; Alveolata; Eukaryota) is a photosynthetic unicellular alga that was isolated as supposed
symbiont of coral Plesiastrea versipora from the eastern coast of Australia (Moore et al. 2008). Major interest is due to
its close phylogenetic affinities with apicomplexa. Apicomplexa are strict heterotrophs or parasites, whose well-known
representatives, Plasmodium and Toxoplasma, are the cause of malaria and toxoplasmosis, respectively. These
parasites contain an unpigmented chloroplast remnant called apicoplast, which lost all properties necessary for
photosynthesis. According to the Chromalveolate hypothesis, apicomplexans together with heterokonts, haptophytes,
cryptophytes and dinoflagellates, have acquired their chloroplast through secondary endosymbiosis of a free-living
photosynthetic red alga (Green 2011). C. velia with its recently described relative Vitrella brassicaformis are known as
the solely photosynthetic close relatives to apicomplexans (Moore et al. 2008; Obornik et al. 2012).
Spectroscopy, pigment and protein analysis and electron microscopy revealed two different types of antennae systems
in Chromera velia. One is closely related to FCP (Fucoxanthin Chlorophyll Protein) complexes from diatoms and the
other as the Photosystem I bound Light Harvesting Complexe I (PSI-LHCI) frequently found in higher plants and algae.
Chromera therefore possesses light harvesting antennae typically found in two different, evolutionary distant, groups of
photosynthetic organisms.
Green BR (2011) After the primary endosymbiosis: an update on the chromalveolate hypothesis and the origins of algae with Chl
c. Phosynth Res 107:103-115.
Obornik M, Modrý D, Lukeš M, Černotíková-Stříbrná E, Cihlář J, Tesařová M, Kotabova E, Vancova M, Prášil O and Lukeš J (2012)
Morphology, ultrastructure and life cycle of Vitrella brassicaformis n. sp., n. gen., a novel Chromerid from the Great barrier reef.
Protist 163:306–323.
Moore RB et al. (2008) A photosynthetic alveolate closely related to apicomplexan parasites. Nature 451:959-963.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
97
Abstracts
Altered glutathione pool in response to shortshort -term high light stress:
Is there any interspecific difference in extremophilic lichens?
12
Kateřina Balarinová*, Miloš Barták and Jana Hazdrová
Department of the Experimental Biology of Faculty of Science, Masaryk University in Brno, Kamenice 5, 625 00
Brno, Czech Republic
Glutathione is a natural tripeptide with several functions in the plants. Among them, the ability to protect plant cells
against various abiotic and biotic stresses is of most importance. In our laboratory, glutathione and its response to
high light stress has been studied for a several years. It is generally known that short-term exposure to high light
stress decreases glutathione pool (GSH) and increases oxidized form (GSSG). In this study, we focused on
glutathione redox state in extremophilic lichen species (e.g. Usnea antartica, Usnea aurantiaco-atra,
Pseudocyphellaria endochrysa) exposed to 800 mmol.m-2.s-1 (HL, high light). Glutathione was extracted in HCl and
determined by labeling by thiol-binding fluorescence pigment monobromobimane in samples taken before light
treatment and after the exposure lasting 10, 20, 30, 40, 50, 60 min., and during dark (11 mmol.m-2.s-1) recovery.
HPLC evaluation of glutathione redox state was made on HPLC (Waters, USA). In spite of several interspecific
differences, there was a general response of gluathione pool to short-term high light stress. After first 10 min. of
exposure to HL, GSH increased by 40% due to light-dependent synthesis of glutathione. Further HL exposure led
to a gradual decrease with maximum at the end of HL treatment (85% of untreated control). Within this period, the
rate of degradation of glutathione was faster than its resythesis. After the HL treatment, i.e. during dark recovery,
GSH increased gradually to maximum. In all lichen species, HL treatment led to a change in redox state of
glutathione. HL treatment caused an increase in oxidized-to-total glutathione ratio (GSH/GSSG) throughout the
whole period of thalli exposition to HL. After the treatment, GSH/GSSG decreased rapidly indicating high capacity of
lichens to cope with short-term high light stress. There were species-specific differences in the sensitivity of Usnea
antartica, U. aurantiaco-atra, and Pseudocyphellaria endochrysa, their glutathione pool responses to HL in
particular. The results support the idea of resistance of Antarctic lichens to high light.
Acknowledgements: The authors would like to express their thanks to the infrastructure of J. G. Mendel Antarctic
station for providing facilities of CzechPolar during Czech Antarctic expedition activities (lichen thalli collection,
handling, storage).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
98
Posters
Hardening effect of salicylic acid - role of glutathione transferases
in the improved stress tolerance.
13
Edit Horváth*, Zsolt Váry, Szilvia Brunner, Ágnes Gallé, Katalin Gémes, Irma Tari and Jolán Csiszár
Department of Plant Biology, University of Szeged, Közép fasor 52., 6726 Szeged, Hungary
Glutathione transferases (GSTs) are a diverse group of multifunctional enzymes that catalyze the conjugation
of glutathione and play important roles in detoxification. Some GST isoforms have glutathione peroxidase
(GPOX) activity and they are important in hormone metabolism. GSTs can be induced by auxin, ethylene and
salicylic acid (SA). SA is a signal molecule, which can generate the pre-adaptation responses in tomato plants
under salt stress. We investigated the role of GSTs in the improved acclimation to salt stress of SA pre-treated
plants.
Solanum lycopersicum L. cvar. Rio Fuego, tomato plants growing in hydroponic culture were pre-treated with
10 -4 M and 10 -7 M SA from the 3 rd until the 6th week, on which 100 mM NaCl were added to induce salt stress.
This experimental system was transferred also on Arabidopsis thaliana L. (Col-0) plants, which were grown in
Hoagland solution for 5 weeks and after that 10-5-10 -9 M SA were applied as pre-treatment. Salt stress was
induced after 2 weeks of SA pre-treatment. The measurements were done after one week of 100 mM NaCl
treatment in both experiments.
Fluorescent dye 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate was used for investigation of reactive oxygen
species (ROS). The detection of fluorescence was performed with Zeiss Axiowert 200M-type fluorescence
microscope. Hydrogene peroxide content, GST and GPOX activities were measured spectrophotometrically.
Our results indicate that treatment of seedlings with sublethal concentrations of SA may improve the stress
tolerance of plants to the subsequent salt stress. The enhanced ROS production may play an important role in
this effect. The GST and GPOX activities were enhanced by SA, suggesting the role of these enzymes in
elevated stress tolerance of SA pre-treated plants under the subsequent NaCl stress. Several GST coding
sequences were selected for further analysis after constructing a family tree from the tomato GST-coding TCs
found in The Gene Index Project DFCI database using the known Arabidopsis gene sequences. SA affected
them differently and in a tissue specific manner during the hardening period. Our results indicated that GSTs
belonging to different GST classes are involved in the hardening effect of SA.
This work was supported by the Hungarian National Scientific Research Foundation (OTKA K101243).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
99
Abstracts
Spatial orientation of Norway spruce needles on a shoot may result in differences of
structural parameters corresponding to sun and shade leaf characteristics
14
Zuzana Kubínová*1, Zuzana Lhotáková1, Barbora Radochová2, Lucie Kubínová2, Jiří Janáček2 and Jana
Albrechtová1
1
Charles University in Prague , Faculty of Science, Department of Experimental Plant Biology, Viničná 5, 128 44
Prague 2, Czech Republic
2
Institute of Physiology, AS CR, v.v.i., Vídeňská 1083, 142 20 Prague 4, Czech Republic
Irradiance and atmospheric concentration of carbon dioxide belong to envinronmental factors, which remarkably
influence anatomical parameters of plant leaves. The spatial orientation of needles on the shoot can also play an
important role. It seems that microclimatic conditions, such as local needle shading, could affect needle
differentiation into sun and shade leaf ecotypes.
Sun and shade needles of Norway spruce (Picea abies L. Karst.) were collected from upper (sun) and lower (shade)
shoots of crowns of trees treated by ambient or elevated CO2 concentration. The trees were planted in special glass
domes on an experimental site of the Global Change Research Centre, AS CR at Bílý Kříž in Moravskoslezské
Beskydy mountains.
Needles were stored frozen until processing. Cross-sections were cut off by a hand microtome in a systematic
uniform randomly chosen positions along the needle. Images were captured by a Leica SP2 AOBS confocal laser
scanning microscope and analysed using Ellipse software (ViDiTo, Košice, SR). The structural parameters (needle
length, volume and shape, number of mesophyll cells per volume and number of chloroplasts per cell) were
compared between sun and shade needles grown under ambient and elevated CO2 concentrations.
Anatomical parameters of needles varied between sun and shade needles under ambient CO2 concentration. Some
structural parameters of sun needles were influenced by the spatial orientation of the needle on the shoot,
indicating response to supposed different irradiance conditions within the shoot. This effect was more pronounced
in needles grown in ambient CO2 concentration in comparison to elevated CO2. Moreover, we have noticed a trend
of a different ultrastructure of chloroplasts within the same sun needle, implying that sun needles may have sun
and shade side.
The results of our study are useful particularly for needle sampling in anatomical studies: Sampling without respect
to the spatial-determined structural differences may be biased.
Supported by the Grant Agency CR (P501/10/0340), Academy of Sciences CR (AV0Z50110509), Financing of the
Institute of Physiology AS CR (RVO:67985823), Charles University in Prague (SVV 265203/2012).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
100
Posters
Salt induced changes in the accumulation of reactive oxygene species
and in ethylene production
15
Judit Kovács*, Péter Poór, Ágnes Szepesi and Irma Tari
Department of Plant Biology University of Szeged, Közép fasor 52, H-6726 Szeged, Hungary
Programmed cell death (PCD) plays a critical role in response to changing environments and it is induced by various
abiotic stressors such as high salinity. To investigate the role of salt stress we treated the tomato plants with
100mM and 250mM NaCl in the nutrient solution for 24h. In some cases generation of ethylene, reactive oxygen
species (ROS), and NO is one of the earliest responses of plant cells under abiotic stresses. In the leaves ethylene
production increased quickly at 30 min after 100 mM NaCl treatment and exhibited a second smaller peak at 3h
which coincided with the maximum of ROS and NO. After the same treatment the ethylene production was much
higher in the roots than in the leaves and showed two maxima at 30min and at 6h. The increases in ROS followed
the maximum of ethylene emanation, and NO accumulation occured later at 3h after salt treatment. The other
treatment, the lethal NaCl concentration induced stress ethylene production only in the leaves. ROS production
showed two maxima at 1h and 6 h but NO does not increased in leaves. In contrast ethylene decreased in the roots
but the ROS production exhibited only one maximum after 1h and NO level showed two maxima at 1 h and at 6h
after the 250mM NaCl treatment.
It is concluded that the salt stress-induced PCD is associated with rapid increase in ethylene production in the
leaves which is accompanied with high ROS level. In roots ROS production significantly increased without an
enhanced ethylene release and was accompanied with NO accumulation after the lethal NaCl treatment. If the plant
survived the increased ethylene production was accompanied with ROS and NO accumulation.
This work was supported by OTKA K101243.
Study of connection between carbohydrate partitioning
and tuber induction in potato
16
Hana Ševčíková*, Hana Konrádová, Petra Mašková and Helena Lipavská
Department of Experimental Plant Biology of Faculty of Science, Charles University in Prague, Viničná 5, 12844 Praha
2, Czech Republic
Potato (Solanum tuberosum) tuberization is an important process and its products (potato tubers) are widely used all
around the world, yet mechanisms of tuber formation are still inadequately explored. The onset of tuberization is
controlled by complex network of external (such as photoperiod, temperature or nitrogen supply) and internal
factors. Key internal regulators of tuberization seem to be phytohormones (mainly gibberellin and cytokinin) and
sugar metabolism. Standard cultivation protocol for in vitro microtuber formation involves high medium concentration
of sucrose (8%). In this study we use potato (cv. Lada) mutants that spontaneously tuberize (ST plants) under low
carbohydrate availability (3% sucrose). ST plants were transformed with a gene-trap construct for random gene
activation but detail molecular characterization showed that the insertion is in non-coding area and the only
difference found was lack of manganese stabilizing protein of photosystem II (Fischer et al. 2008). ST plants have
significantly higher amount of soluble sugars in shoot than WT plants so there is a possibility of distinct changes in
sugar allocation and metabolism. We closely observed distribution of soluble sugars in potato shoots and roots using
HPLC. Carbohydrate metabolism enzymes regulate sugar distribution by determining sink strength or directly
donating sugar transport (phloem loading). Therefore, we histochemically localized activities of key sugar metabolism
enzymes - sucrose synthase, invertase and phosphoglucomutase.
This work was supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (grant number MSM
0021620858), by the Charles University Grant Agency (grant number GAUK 387011) and by Charles University in
Prague, SVV 265203 / 2012.
Fischer, L., Lipavska, H., Hausman, J.F., Opatrny, Z.: Morphological and molecular characterization of
a spontaneously tuberizing potato mutant: an insight into the regulatory mechanisms of tuber induction. BMC Plant
Biology 8: 117, 2008
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
101
Abstracts
Orchids can utilize trehalose as carbon and energy sources by action of trehalase.
17
Jan Ponert*1,2 and Helena Lipavská2
1
Department of Experimental Plant Biology, Faculty of Science, Charles University in Prague, Viničná 5, 128 44 Praha 2,
Czech Republic
2
Prague Botanical Garden, Nádvorní 134, 171 00 Praha 7 – Troja, Czech Republic
During early stages of development, orchid nutrition depends exclusively on mycorrhiza. The question remains, however,
which compounds are transferred in mycorrhizas and what are their roles. Saccharides are supposed to be an important
part of material provided by fungi for orchid nutrition serving primarily as energy and carbon sources. In plants generally,
carbohydrates fulfil multiple roles including, beside others, signalling roles, with trehalose as a prominent member of
signalling compound spectrum.
We have tested ability of different saccharides to be utilized by protocorms of selected orchid species (Cypripedium
reginae, Dactylorhiza majalis, Himantoglossum robertianum, Ophrys lojaconoi). The results confirmed sucrose, fructose,
glucose, maltose, raffinose and trehalose to be suitable for the support of protocorm growth under in vitro conditions.
Lactose and mannitol are utilized only to a low degree and galactose applied as the only carbohydrate source is not
metabolised at all.
Most plants are able to synthesise trehalose, but they contain very low amounts of this sugar and reserve it only for
signalling purposes. The levels of trehalose and their derivatives are controlled, besides other enzymes, also by trehalase,
splitting it into two molecules of glucose. Trehalase activity can be blocked by a specific inhibitor- validamycin A. In our
experiments, the application of validamycin A to trehalose-supported cultures led to nearly total inhibition of protocorm
growth which indicates trehalase activity being responsible for trehalose utilization by young orchid cultures.
This work was supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic (grant number MSM
0021620858) and grant SVV 265203 / 2012, Charles University in Prague.
Influence of mutation in At1g67580 Arabidopsis thaliana gene
on in vitro plant regeneration
18
Piotr Żabicki*1, Elżbieta Kuta1 and Przemysław Malec2
1
Department of Plant Cytology and Embryology, Jagiellonian University, Grodzka 52,
31-044 Cracow, Poland,
2
Department of Plant Physiology and Biochemistry, Jagiellonian University, Gronostajowa 7, 30-387 Cracow, Poland
The Arabidopsis At1g67580 gene encodes a Ser/Thr protein kinase expressing a significant similarity to animal and human
cyclin-dependent (PITSLRE) kinases and taking part in controlling of cell division. At1g67580 mutant, one of homozygotic
Arabidopsis knock-out lines, was created by insertion of T-DNA in the first exon of At1g67580. Previous studies indicated
that the mutation affected developmental processes of A. thaliana (Kuta et al., 2008). The aim of this study was to
investigate the influence of mutation in At1g67580 A. thaliana gene on explant reaction and in vitro plant regeneration.
The control was tissues isolated from wild A. thaliana genotype Columbia. 620 hypocotyls and 660 cotyledons of 3-day-old
seedlings of both genotypes were cultured on MS (Murashige and Skoog 1962) medium solidified with agar and
supplemented with 2,4-D to induce callus proliferation. Organogenesis was achieved after callus transfer on MS + TDZ.
The initiation time of callus induction, intensity of callus proliferation on hypocotyls and cotyledons of 3-day-old seedlings
was genotype dependent. Evident delayed in shoot regeneration after callus transfer on MS + 0.5 mg l-1 TDZ was
observed in mutant (42 days versus 7 days in wild Columbia genotype). Regenerated shoots of both genotypes were
rooting on MS + IBA and 1/2 MS + 2% sucrose media but roots were formed exclusively in shoots of wild genotype.
Regenerated plantlets of Columbia genotype developed flowers and produced seeds after self-fertilization whereas mutant
regenerants were dwarf and produced inflorescences with small bud-like flowers with reduced corolla and generative organs.
In conclusion: Mutation of At1g67580 gene evidently influenced reaction of mutant explants on culture conditions.
Organogenesis on regenerated media was delayed as compared to shoot formation in Columbia genotype and no roots
were formed on rooting media. Due to lack of roots, regenerated shoots development was disturbed and rootless plantlets
although produced inflorescence not set seeds.
Kuta E, Malec P, Pilarska M, Słomka A, Rataj K, Ilnicki T. 2008. Developmental biology of Arabidopsis thaliana At1g67580 mutant.
Abstracts of the XXVIII Conference on Embryology: Plants, Animals, Humans, Wisła, May 14-17, 2008. Acta Biologica Cracoviensia
Series Botanica 50 suppl. 1: 51.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
102
Posters
Morphological traits of wheat/barley ‘Mv9 kr’1/’Igri’ addition lines
under greenhouse conditions
19
Nikolett Réka Aranyi1, Éva
Éva Szakács2, Márta MolnárMolnár-Láng2 and Borbála Hoffmann1
1
2
Department of Plant Sciences and Biotechnology, Georgikon Faculty, University of Pannonia
Agricultural Institutes, Centre for Agricultural Research, Hungarian Academy of Sciences
Hybridization between related species makes it possible to transfer useful traits such as tress tolerance, earliness, or
various desirable traits from one species into another. The 2H, 3H, 4H, 6HS and 7H addition lines of winter wheat
‘Martonvásári 9 kr1’/winter barley ‘Igri’ produced in Agricultural Institutes, Centre for Agricultural Research of the HAS in
Martonvásár were investigated to determine how the added barley chromosome influences the development of wheat
plants and the agronomic traits.
The addition and parent lines were grown in 1,5 l pots in greenhouse in Martonvásár. All the pots received weight
irrigation until 60% field water capacity. Fresh and dry weight of root and shoot samples from each line were taken four
times during plant development. Data were obtained for anthesis- and maturity dates, plant height, ear length, thousand
grain weight, number of kernels, and grain yield.
The highest root-shoot ratio was measured in case of 4H. The introgression lines exhibited marked difference in anthesis
- and maturity dates, two weeks difference was observed between 7H and 4H addition lines. The 3H addition line was
the shortest and the 2H line the tallest among the lines. The spike-length of these lines was proportional to plant height.
The thousand grain weight of 7H addition line was the greatest, but this line had a poorer grain number per spike and
low grain yield per pot.
We measured a scale of variation in all examined traits. The introgression lines originating from wheat-barley hybrids can
broaden the genetic bases of the wheat breeding programs with valuable traits.
Expression of floral organ identity genes in allotetraploid Nicotiana tabacum
20
Jaroslav Fulneček1, Elizabeth W. McCarthy2,3,4+, Eva Kabáthová*1, Roman Matyášek1 and Aleš Kovařík1
1
Institute of Biophysics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Královopolská 135, CZ-612 65 Brno, Czech
Republic;
2
School of Biological and Chemical Sciences, Queen Mary University of London, Mile End Road, London, E1 4NS, UK;
3
Natural History Museum, London, SW7 5BD, UK;
4
Jodrell Laboratory, Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, Surrey, TW9 3DS, UK;
+
Current address: The New York Botanical Garden, 2900 Southern Blvd., Bronx, NY 10458, USA
A eudicot flower is composed of four floral organs (sepals, petals, stamens, and carpels), which are organized in four
concentric whorls. Floral organ identity specification is regulated by floral organ identity genes which are classified
according their spatially specific expression; the finding which led to description of flower development by an elegant
ABCE model. Except individual floral organs, the floral genes are practically silenced in other tissues. Germination of
Nicotiana tabacum (tobacco) seeds in 1 - 500 µM solutions of 9-(S)-(2,3-dihydroxypropyl)-adenine (DHPA), an inhibitor
of SAH-hydrolase for 6 days led to 1) dosage-dependent global DNA hypomethylation mitotically transmitted to adult
plants; 2) pleiotropic developmental defects including decreased apical dominance, altered leaf and flower symmetry,
flower whorl malformations and reduced fertility; 3) dramatic upregulation of floral organ identity genes DEFICIENS,
GLOBOSA and AGAMOUS in leaves. The results indicate that DNA methylation plays an important role in developmental
regulation of the genes. Since tobacco is an allotetraploid plant, we were also interested in inheritance and expression of
progenitor copies of the genes. Both progenitor copies of DEFICIENS, GLOBOSA and AGAMOUS genes are maintained in
tobacco genome and are additively and equally transcribed in tobacco flower buds. We did not find any evidence of subor neofunctionalization of the homoeologs probably due to relatively recent origin of tobacco. Additive transcription
correlates with geometric morphometric analysis of floral limb shape, which revealed that tobacco flower morphology is
intermediate or within the range of progenitors in several tobacco varieties. Possibly, additive transcription contributes to
tobacco flower morphology. Substantial ectopic transcription of both progenitor copies in tobacco leaves after DNA
hypomethylation suggests that developmental regulation connected with DNA methylation is probably similar for both
progenitor copies. We have found progenitor specific differences in minute transcript levels in leaves. The origin of these
differences is in progenitor species, indicating that some features of orthologous genes might not be identical. Such
differences between homoeologs may open the field for evolution of new functions in polyploids.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
103
Abstracts
Characterization of major groups of repetitive DNA in dioecious
plant Rumex acetosa
21
Pavlína Šteflová*1, Viktor Tokan1, Ivan Vogel1, Matěj Lexa2, Boris Vyskot1 and Eduard Kejnovský1
1
2
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics, ASCR, Brno, Czech Republic
Faculty of Informatics, Masaryk University, Brno, Czech Republic
Rumex acetosa (sorrel) is a dioecious plant with XY1Y2 sex chromosomes system. Both Y chromosomes are thought
to be degenerated because they ceased recombination with X chromosome and, as a consequence, accumulated
large amount of specific tandem repeats. We performed low-pass 454 sequencing and similarity-based clustering of
454 reads in order to identify and characterize major groups of R. acetosa repetitive DNA. We found main groups of
tandem repeats, microsatellites and transposable element (TE) families. Here, we present their structure, copy
number in R. acetosa genome (with focus to differences between male and female), chromosomal localization and
expression.
We found previously described RAYSI, RAYSII, RAYSIII, RAE180 and RAE730 tandem repeats. Fluorescent in situ
hybridization (FISH) showed that RAYSI-III were specifically localized on both Y chromosomes, RAE180 was found
on the Y1, Y2 and one autosomal pair, and RAE730 was specific for one autosomal pair. FISH results were
consistent with 454 sequencing data. We also found that most abundant microsatellites in R. acetosa genome are
CA and CAA motifs.
We identified the most abundant groups of transposable elements among which LTR retrotransposons Copia and
Gypsy dominated. Various TE families showed contrasting FISH patterns - majority of TEs were ubiquitous but
absented on both Y chromosomes, other TEs were, in contrast, accumulated on both Y chromosomes, some TEs
were specifically localized in centromeres, and some TEs were depleted on X chromosome. Expression analysis of
TEs show differences between TE families compared to their genomic proportions and differences between plant
tissues.
Acknowledgement: the Czech Science Foundation (P501/12/G090, 204/09/H002)
Copper tolerance mechanism in Silene
22
Jiri Baloun1, Vojtech Hudzieczek1, Eva Nevrtalova1,2 and Roman Hobza1
1
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics, ASCR, Kralovopolska 135, 61200 Brno,
Czech Republic
2
Mendel University in Brno, Zemedelska 1/1665, 61300 Brno, Czech Republic
Copper is included in group of heavy metals necessary for all plants. It plays crucial role in redox reactions in cell. It
is a cofactor of proteins and enzymes. On the other hand the copper excess is very dangerous. It can produce free
radicals that may damage cell biomolecules (proteins, DNA) or structures (membranes). The affected plant has
smaller root and shoot system and its leaves exhibit necrosis spots.
In plant kingdom exist a few plants endure the high amount of toxic and essential heavy metals in environment.
Silene ssp. can survive easily in these toxic conditions, resp. in copper pollution. We found Silene dioica and Silene
vulgaris growing on heaps of copper spoil in ´Smolnik´ and ´Lubietova´ in Slovakia. These plants tolerate more
than 60 times higher copper concentration in soil. For this reason genus Silene is a good model for studying the
copper tolerance mechanism in plants.
To identify the copper tolerance mechanism we searched for genes involved in copper translocation in plants from
literature. We found a candidate protein family connected with transport of heavy metal via membranes called
Heavy Metal ATPase (HMA). We marked only on HMA7 that is very important for copper translocation in cell. HMA7
transfers copper from cytosol into Golgi vesicles where copper takes part in ethylene triple response and protein
post-translate modification. We found and characterized SvHMA7 and confirmed its function as important player in
copper tolerance.
This work was supported by Czech Science Foundation (P501/12/2220, 204/09/H002 and 522/09/0083)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
104
Posters
Sequencing of genes correlated with the exit of apricot flower buds
from endogenous dormancy.
23
Jana Čechová*1, Miroslav Baránek1, Boris Krška2 and Miroslav Pidra1
1
Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno, Faculty of Horticulture in Lednice, The Mendeleum Institute of Genetics and Plant Breeding, Valticka 334, 691 44 Lednice, Czech Republic
2
Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno, Faculty of Horticulture in Lednice, Department of Fruit
Growing, Valticka 337, 691 44 Lednice, Czech Republic
Too short endogenous dormancy period of apricot flower buds can results in their lower frost resistance, and it can
be one of the causes of lower fruit yields in certain years. The aim of the project was the analysis of the gene
expression profiles in flower buds of four apricot varieties (‘Sundrop’, ‘Stark Early Orange’, ‘Vestar’ and ‘Betinka’)
differing in it’s dormancy duration. The investigation was carried out in the dates covering the period of exit from
endogenous dormancy of the apricot flower buds. The analysed traskriptomes were obtained by the molecular
cDNA-AFLP method. Fragments showing a large change in expression profile, which could be linked to or even
direct the exit of apricot flower buds from endogenous dormancy, were chosen from the expression profiles. The
selected fragments were cut out from the polyacrylamide gel, re-amplified and prepared for cycle sequencing
reaction. The samples were then purified in preparation for analysis using the ABI PRISM 310 genetic analyser. The
nucleotide sequences obtained were compared with nucleotide sequences recorded in the NCBI (National Center for
Biotechnology Information) database. The comparisons of these sequences with databases usually show similarity
to some already described genes (aquaporines, S6 ribosomal protein, 40S ribosomal protein S12, DAP carboxylase,
sodium and lithium-tolerant 1 protein) and other interesting nucleotide sequences (Full-length cDNA Complete
sequence from clone GSLTFB68ZF04 of Flowers and buds of strain col-0 of Arabidopsis thaliana; water channel
(GAMMA-TIP) mRNA (Tonoplast intrinsic protein (TIP) gamma)). As visible, some of these genes would be really
involved in processes potentially influenting the exit from endogenous dormancy.
Genetic variability of puroindoline genes in European bread wheat cultivars
24
Milan Pouch*1, Katerina Vaculova2 and Jarmila Milotova2
1
Research Group Plant Cytogenomics, Central European Institute of Technology, Kamenice 5, 62500 BrnoBohunice, Czech Republic
2
Department of Genetics and Breeding, Agrotest fyto, Ltd., Havlickova 2787, 76701 Kromeriz, Czech Republic
Kernel hardness is a very important and highly heritable trait determining the technological and processing quality
of bread wheat (Triticum aestivum L.). Puroindoline a (Pina-D1) and puroindoline b (Pinb-D1) are genetic factors
predominantly controlIing wheat grain hardness. Mutations in either one or both puroindoline proteins result in hard
grains. In this study, we analyzed sequence variability of Pin genes and kernel hardness of 239 European wheat
cultivars. Standard alleles in both Pin genes (Pina-D1a/Pinb-D1a) were identified in 61 (25,5 %) cultivars. The
frequencies of Pina-D1b, Pinb-D1b, Pinb-D1c, and Pinb-D1d alleles among 162 hard wheats were 2, 77, 14, and 7
%, respectively. Sixteen cultivars were determined as heterogenous, i.e., two alleles were simultaneously detected
in one of the puroindoline genes. The cultivars were classified into three classes according to the results of SKCS
(Single Kernel Characterization System) analysis. The frequencies of soft, mixed and hard genotypes were 25, 19,
and 56 %, respectively. The results of molecular and SKCS analyses are in a good correlation, hence a combination
of both approaches can be applied to study diversity of wheat genetic resources.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
105
Abstracts
Relations between wheat genotypes with colored caryopsis
25
Milena Musilová*, Václav Trojan, Tomáš Vyhnánek and Ladislav Havel
Department of Plant Biology, Faculty of Agronomy, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 613 00 Brno, Czech
Republic
Red colour is most frequent pigmentation of caryopses of cultivated common wheat (Triticum aestivum L.). Red
pigments are caused by polyphenols. Genotypes with caryopses of different colour (blue, purple, yellow and white)
also exist. These caryopsis colours are caused by anthocyanins (purple, blue) and/or carotenoids (yellow). Pigment
formation and their localisation are controlled by genes. Blue pigments can be found in aleurone layer, purple
pigments in pericarp and in testa and yellow ones in endosperm. Strong antioxidant activity is one of the
anthocyanin characteristics. The use of such caryopses could lead to the functional food production. Unfortunately
the most of genotypes that are available have lower yield than generally cultivated cultivars. More breeding is
needed for stabilisation of new characteristics. The first step of the breeding process is to describe and understand
available genotypes.
In our work we confirmed localisation of blue and purple pigments in caryopsis during the filling and ripening of the
caryopsis of selected genotypes at first. Then the collection of 24 genotypes of common wheat (Triticum aestivum
L., 2n = 6x = 42, BBAADD) with red purple, blue, yellow and white caryopses and one genotype Thinopyrum
ponticum (Podp.) Barkworth & D. R. Dewey (2n = 10x = 70, JJJJJJJsJsJsJs), which is supposed to be a donor of
genes for blue pigments production, was studied using the SSR method. The SSR markers localized on
chromosomes of A (2; 5 and 7) and B (5; 4 and 7) genome were chosen for the analysis because it is known that
genes responsible for mentioned pigments are localised on these chromosomes. Based on 44 SSR markers
a dendrogram was calculated. There is evident the wild genotype Th. ponticum stands out of the whole wheat
collection. That means the genome of Th. ponticum does not share significant similarity with the wheat genome.
Nevertheless when we compared the wild type with only blue colored wheat in another dendrogram, the genotypes
layout shows a significant relationship with blue colored genotypes. Genotypes with red caryopses are gathered
close together including genotype with white caryopses which is supposed to be recessive homozygote of the red
ones. Genotypes with purple and blue caryopses showed high variability. Genotypes with yellow caryopses are also
close together in the dendrogram. The obtained results can be used to improve the breeding programs in wheat to
get high productive genotypes with anthocyanins in caryopses.
Acknowledgment: GACR No. 204/09/H002.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
106
Posters
Luzula elegans – a holocentric species with an inverted sequence of meiotic events?
26
Maja Jankowska, Stefan Heckmann and Andreas Houben
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), Corrensstraße 3, OT Gatersleben, D-06466
Stadt Seeland
Accurate partitioning of the genetic material during meiosis is essential for all species with sexual reproduction to
propagate. The centromere ensures proper chromosomal segregation and transmission. Based on the function and
localization of the centromere, eukaryotic chromosomes can be classified into two distinct types: monocentric and
holocentric. In mitosis monocentric chromosomes form the kinetochore at a clearly defined region of single primary
constriction. In contrast, holocentric chromosomes have spindle microtubules that are attached to nearly whole
length of the chromatid. We have first indication that in the holocentric species Luzula elegans the sequence of
meiotic events is inverted it means that chromosomes segregate equationally during the first meiotic division and
reductionally during the second one. Our goal is to decipher the mechanism that allows holocentric chromosomes
the correct course of meiotic events. To understand this process L. elegans genes encoding proteins involved in
recombination, crossover formation and sister chromatid cohesion/separation during first and second meiosis will be
identified. First, after characterization of the anther transcriptome by RNAseq and in silico analysis it is intended to
express recombinant proteins encoded by selected meiotic genes. Next, polyclonal antibodies will be generated,
which will be used for indirect immunofluorescence to visualize the position and dynamics of selected proteins
during meiosis by high-resolution microscopy. Fluorescence in situ hybridization (FISH) with
chromosome-specific probes will be performed to analyze the movements of chromosomes undergoing
inverted meiosis.
The physical map of wheat chromosome arm 3DS
27
Jan Bartoš1, Kateřina Cviková*1, Jan Šafář1, Hana Šimková1, Delphine Fleury2, Hélène Bergès 3, Klaus
Mayer4, Jan Dvořák5,Nils Stein6, Federica Cattonaro7 and Jaroslav Doležel1
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Institute of Experimental Botany,
Sokolovská 6, 772 00 Olomouc, Czech Republic
2
Australian Centre for Plant Functional Genomics (ACPFG), University of Adelaide, PMB1, Glen Osmond, SA 5064,
Australia
3
INRA, National Resources Centre for Plant Genomics, F-31326 Castanet Tolosan Cedex, France
4
Institute for Bioinformatics and Systems Biology (MIPS), Helmholtz Center f. Health and Environment, Ingolstadter
Landstr. 1, D-85764 Neuherberg, Germany
5
Department of Plant Sciences, One Shields Avenue, 1210 Plant and Environmental Sciences Bldg Davis, CA 956168780
6
Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) Gatersleben, Corrensstrasse 3, 06466 Gatersleben, Germany
7
Instituto di Genomica Applicata, Via J. Linussio 51, 33100 Udine, Italy
Bread wheat is one of the most important crop in the World. Sequencing its genome can provide valuable
information leading to its improvement. The wheat chromosome arm 3DS was sorted using flow cytometry and 3DS
specific BAC library was constructed. This library was used to build the physical map using HIFC technique using
Fingerprinted Contigs software. At the end of automated phase of contig building, Minimum Tilling Path (MTP) was
selected. Three-dimensional pooling strategy was used to anchor markers to contigs. The sequences from 3D-pools
of MTP were generated with Illumina technology. Pool's sequences were aligned with reference data sets of
GenomeZipper, SNPs of Aegilops tauschii and sequences obtained after flow sorting of chromosome 3DS. 40% of
new sequence markers were in silico anchored to the physical map. Contigs were ordered on the basis of
comparison to genomes of Brachypodium, Rice and Aegilops tauschii. At the end of manual phase of contig bulding
the physical map consisted of 945 contigs and over 20,000 markers.
This work was supported by European Seventh Framework Project FP7-212019, IGA PrF/2012/001 and grant No.
ED0007/01/01 Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
107
Abstracts
Determination of polymorphisms of the partial sequences chalcone isomerase
and dihydroflavanol reductase in wheat
28
J. Ondroušková*1, T. Vyhnánek1, 2, P. Hanáček1, 2 and P. Martinek3
1
2
3
Department of Plant Biology, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 61300 Brno, Czech Republic
CEITEC MENDELU, Mendel University in Brno, Zemědělská 1, 61300 Brno, Czech Republic
Agrotest fyto, s.r.o. Kroměříž, Havlíčkova 2787, 76701 Kroměříž, Czech Republic
Anthocyans are plant pigments which are responsible for the red, purple and blue color of flowers, fruits and other
plant parts. They are responsible for different caryopsis colour of common wheat (Triticum aestivum L.). These
coloured grain wheats were obtained through wide hybridization among common wheat and other related
genotypes, such as Agropyron elongatum, purple-grained tetraploid wheats from Ethiopia etc. The common grown
wheat has red coloured grain. The aim this work is identification of genes from the anthocyanins biosynthetic
pathway that are responsible for grain colour and compare their sequences. As a material we used ripened
caryopsis of spring wheat with different coloration of the aleurone and pericarp layers. Genotypes UC66049
and Tchermaks Blaukörniger Sommerweizen have blue aleuron. Genotypes Abissinskaja arrasajta a ANK-28B have
purple pericarp. Genotype Novosibirskaya 67 was used as standard. It has a white caryopsis as well as a genotype
Heroldo (a form of winter wheat). RNA from caryopsis was reverse transcribed into cDNA transcription. For
designing primers we used sequences cDNA for CHI and DFR obtained from the database NCBI. PCR reactions were
amplified segments of sequences for CHI and DFR, which were used for direct sequencing of PCR product. The
obtained candidate sequences were compared with sequences in the NCBI database and it was evaluated their
polymorphism. We obtained a partial sequence for genes chalcone isomerase and dihydroflavanol reductase. By
comparing sequences for each gene was found homology between the range 95 to 100%. We have identified single
nucleotide polymorphisms and indel in sequences that disrupt the reading frame and can have a significant impact
on the functionality of the transcript. Downstream step in this work is to get the whole sequence of the transcribed
genes by 3'RACE and 5'RACE PCR reactions. Furthermore, the complete cDNA sequence compared with genomic
DNA sequences to determine the presence of introns in genes. Finally, the data will be used for the design of qPCR
for the study of genes expresion during caryopsis maturation.
This study was supported by project GACR No. 204/09/H002.
Physical mapping of barley BACs using fluorescent in situ hybridization
29
Lala Aliyeva*, Lu Ma, Thomas Schmutzer, Frank Blattner, Nils Stein and Andreas Houben
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), 06466 Gatersleben, Germany
Physical mapping of genetically predefined sequences is important for comparative genomics as well as for the
sequence characterization of large genome species like barley (Hordeum vulgare). We are interested in using FISH
for resolving the order of BAC contigs that were genetically assigned to a 10 cM bin around the centromere of 3H of
Hordeum vulgare. Generally, centromeres are poor in meiotic recombination and therefore often the positions of
physically and genetically mapped sequences differ (Tanksley, Ganal et al. 1992). The second aim of the project will
be to compare the order of predefined BACs between H. vulgare and related wild Hordeum species as such as H.
bulbosum, H. marinum and others. This comparison will enable us to study the evolution of Hordeum species at the
chromosomal level.
Repeat-free sequences suitable for FISH of preselected BACs will be identified first by in silico Mathematically
Defined Repeat (MDR) analysis. Next, identified sequences will be PCR-amplified and used as FISH probes
according to Ma et al., (2010). In addition to mitotic metaphase chromosomes we intend to employ pachytene
chromosomes for physical mapping. Chromosomes at the pachytene phase are less condensed than mitotic
chromosomes and therefore a higher resolution of physically mapped sequences can be achieved.
Ma L, Vu GTH, Schubert V, Watanabe K, Stein N, Houben A, Schubert I. 2010. Synteny between Brachypodium distachyon
and Hordeum vulgare as revealed by FISH. Chromosome Research 18(7):841-850.
Tanksley, S. D., M. W. Ganal, et al. (1992). "High-Density Molecular Linkage Maps of the Tomato and Potato Genomes."
Genetics 132(4): 1141-1160.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
108
Posters
Mapping of non/recombining regions of barley chromosome 7H using multicolor FISH
30
Miroslava Havránková*1, Jan Bartoš1, David Kopecký1, Nils Stein2, Kazuriho Sato3 and Jaroslav Doležel1
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Institute of Experimental Botany,
Sokolovská 6, 772 00 Olomouc, Czech Republic
2
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), 06466 Gatersleben, Germany
3
Barley Germplasm Center, Research Institute for Bioresources, Okayama University, Kurashiki, 710-0046, Japan
In this study, we confirmed the key importance of cytogenetic techniques for physical mapping. We selected 15
cDNAs of variable length (2,3-3,5kb) originating from centromeric and pericentromeric regions of barley
chromosome 7, which were anchored in identical genetic position. The probes were prepared with nick translation
and mapped using fluorescence in situ hybridization. Five clones were localized on the short arm and ten clones on
the long arm of chromosome 7H. Surprisingly, 9 cDNA clones also provided a specific signal on chromosome 5H.
This finding is consistent with a hypothesis of ancient duplication between these two chromosomes. We localized
selected cDNAs on the particular chromosome arms and furthermore we determined the mutual position of 13 of
the selected clones. According to the FISH results, non-recombinig region spanning the centromere represents
about 30 % of the chromosome 7H. Besides BAC-FISH, this approach provides alternative method for overcoming
the common problem of mapping in non-recombing regions.
This work was supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic, the European
Regional Development Fund (Operational Programme Research and Development for Innovations No.
CZ.1.05/2.1.00/01.0007) and IGA UP PrF/2012/001.
Computational analysis of LTR retrotransposons using NGS Data
31
Ivan Vogel*1, Matej Lexa2, Roman Hobza3, Boris Vyskot3 and Eduard Kejnovsky3
1
2
3
Faculty of Information Technology, Brno University of Technology
Faculty of Informatics, Masaryk University, Brno
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics, ASCR, Brno
Next-generation sequencing (NGS) technology offers a great opportunity to analyze a large amount of biological
data in a cost-efficient manner and provides a solution for problems that, due to their complexity, could not be
formerly addressed. We studied the expression of transposable elements (TEs) in two dioecious plant species with
sex chromosomes - Silene latifolia and Rumex acetosa - using NGS. One of the big computational tasks is the
efficient mapping of sequence reads onto a reference sequence. We mapped cDNA reads corresponding to Gypsy
and Copia families of LTR retrotransposons to genomic reads which significantly improved genomic sequence
coverage compared to mapping of reads only to available reference sequences of TEs. The workflow consisted of
data preprocessing (filtering artefact reads, removing redundancy and low quality reads, trimming reads based on
quality) and final mapping of the reads to the reference sequence or genomic reads, normalizing and parsing the
results. We obtained several plots showing levels of expression for specific TE families relative to each other and to
their genomic proportions. In order to identify and classify certain families of TEs, we performed a phylogenetic
analysis where we combined our new elements with the database of already classified TEs. We have also built
a database of LTR retrotransposons that were mined from BAC clones using several prediction tools and annotated
them (protein domains, PBS and PPT tracks). Additionally, we also studied microRNAs derived from transposable
elements. We analyzed the abundance and positions of microRNA sequences inside the LTR retrotransposons which
enabled us to speculate about their regulatory roles.
Acknowledgement: the Czech Science Foundation (204/09/H002 and P501/12/G090)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
109
Abstracts
Mapping of agronomicaly important traits in Triticum monococcum L.
32
Barbora Klocová*1, Tibor Sedláček2, Hana Vanžurová1, Lucia Gallová1, Miroslav Valárik1 and Jaroslav
Doležel1
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Institute of Experimental Botany,
Sokolovská 6, Olomouc, CZ-77200, Czech Republic
2
SELTON Research Centre. Ltd., Stupice 24, Sibřina CZ-250 84, Czech Republic
Einkorn wheat T. monococcum is a diploid wheat species closely related to the A genome of bread wheat. The diploid
genome and availability of wild and domesticated cultivars makes T. monococcum a rich source of genetic variation
useful in wheat improvement. It is also an ideal target for QTL mapping and positional cloning. Here we report on
mapping of a set of agronomically important traits affecting yield, plant height, pubescence, plant shape, flowering
time, nitrogen content and brittle rachis. A mapping population that was derived from a cross of cultivated T.
monococcum ssp. monococcum cv. Dv92 and wild T. monococcum ssp. aegilopoides cv. G3116 was used to construct
QTL and high density linkage map. The linkage map was constructed using 471 markers comprising 368 DArTs, 43 STS,
40 SSR ad six previously cloned wheat genes. The QTL mapping of the agronomical traits was done during three
seasons at two locations with two treatments. A total of 12 QTL were identified, seven for yield, one for plant height,
flowering time and brittle rachis, two for plant shape. No significant QTL was found on chromosomes 6 and 7. Genetic
map of the identified loci will be saturated with additional molecular markers and ultimately used to clone genes
affecting the traits.
This work was supported by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic and the European
Regional Development Fund (Operational Programme Research and Development for Innovations No.
CZ.1.05/2.1.00/01.0007) and Internal Grant Agency PrF-2012-001.
Screening of expression levels of host mRNAs in PSTVdPSTVd-infected tomato plants revealed misregulation of genes involved in plant development
33
Martin Selinger*1, Ganesh S. Duraisamy2, Zoltán Füssy1,2, Gerhard Steger3 and Jaroslav Matoušek1,2
1
Faculty of Science, University of South Bohemia, Branišovská 31, 37005 České Budějovice, Czech Republic
Institute of Plant Molecular Biology, Biology Centre of the ASCR, v.v.i., Branišovská 31, 37005 České Budějovice, Czech
Republic
3
Institute of Physical Biology, Heinrich Heine University Düsseldorf, 40204 Düsseldorf, Germany
2
Viroids are the smallest known infectious agens of higher plants. They are characterized as unencapsidated singlestranded circular RNAs ranging in size from 250 to 400 nucleotides. Viroid RNA lacks translational activity and is
autonomously replicated via rolling-circle mechanism either in nucleus (Pospiviroidae) or in chloroplast (Avsunviroidae)
of host plant cell. The process of plant pathogenesis caused by viroids remains still a riddle. Recent hypotheses suggest
the involvement of viroid-derived small RNAs (vsRNA) in misregulation of host´s gene expression via transcriptional or
post-transcriptional gene silencing. We therefore accomplished Illumina sequencing of four small RNA libraries derived
from healthy and viroid-infected tomato (Solanum lycopersicon L. cv. Heinz) plants using three strains of PSTVd (Potato
spindle tuber viroid) - two severe (AS1 and C3) and one mild (QFA). To identify potential viroid targets in PSTVdinfected tomato, we searched vsRNA libraries for complementarity to mRNA sequences. The obtained list of possible
mRNA targets consisted of 1633 loci that have fragments in at least one of Illumina libraries. We selected 47 possible
gene targets mainly involved in RNA-metabolism or signaling pathways of plant development, metabolism and cell
cycle. The chosen potential target genes were analyzed for changes in expression levels in symptomatic AS1-infected
tomato plants in comparison with healthy plants by using quantitative reverse-transcription PCR (qRT-PCR). The
analysis revealed 12 genes with significant changes in mRNA levels. From twelve of such genes eight were downregulated in AS1-infected plants including auxin and ethylene response regulators (ERF4, NPH3), kinases involved in
plant defense (PP2A , SERK1) and a leaf development transcription factor (TCP3). Up-regulation was observed in the
four remaining genes, particularly in H/ACA complex subunit 1 which is responsible for ribosome biogenesis. Further
analyses of the twelve misregulated genes are in progress to determine the possible target(s) of viroid pathogenesis
network.
Acknowledgments: This work was supported by the Czech Science Foundation (GACR P501/10/J018) and by the Grant
Agency of the University of South Bohemia (GAJU 134/2010/P).
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
110
Posters
Dynamics of TBN1 wt biogenesis upon coco-infiltration with gene silencing suppressors
and WD40 transcription factor
34
Anna Týcová*1,2 and Jaroslav Matoušek1,2
1
Faculty of Science, University of South Bohemia, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice, Czech Republic
Biology Centre of the ASCR, v. v. i., Institute of Plant Molecular Biology, Branišovská 31, 370 05 České Budějovice,
Czech Republic
2
Tomato bifunctional nuclease 1 (TBN1) has antitumor activity and therefore, it is studied extensively to improve its
molecular farming. We are focusing on TBN1 biogenesis in its natural environment – in infiltrated leaves upon coexpression with gene silencing suppressors p38 and p19, and WD40 transcription factor AtTTG1, because AtTTG1
makes plants more viable. Leaves of Nicotiana benthamiana plants were infiltrated with the mixture of
Agrobacterium tumefaciens strains bearing the nuclease plant expression vector and co-infiltrated with the vectors
bearing silencing suppressors or transcription factor. RNA and protein extracts were prepared from infiltrated leaves
on the 3rd, 5th and 7th day post infiltration (p.i.) and analysed for level of nuclease mRNA by qPCR, for nuclease
accumulation using Western blots and for ssDNase activity. The nuclease accumulation and activity was the highest
on the 7th day p.i. and reached higher values in samples co-expressing the nuclease with p38 or p19 than in
samples with TBN1 alone. The activity further increased when the nuclease was simultaneously expressed with
suppressors and transcription factor AtTTG1. Real-time PCR analysis showed that TBN1 mRNA content culminated
on the 3rd day p.i. and that the mRNA level was higher in the presence of p38 in comparison to TBN1 controls. This
suggests efficient stabilization of TBN1 mRNA by this silencing suppressor. Moreover, the highest content of TBN1
mRNA was observed in the samples co-expressing the nuclease and both p38 and AtTGG1.
Grant support: GAČR 521/09/1214 and GAJU 134/2010/P.
On the measurement of infectivity of Wheat dwarf virus infectious clones using differential realreal-time PCR
35
Pavel Cejnar*1,2, Kumar Kundu Jiban1 and Pavel Rysanek2
1
Department of Virology, Crop Research Institute, Drnovská 507, 16106 Prague, Czech Republic
Department of Crop Protection, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources, Czech University of Life
Sciences Prague, Kamýcká 129, 165 21 Prague 6, Czech Republic
2
Wheat dwarf virus (WDV) is a single-stranded circular DNA virus, which belongs to the genus Mastrevirus of the
Geminiviridae family. WDV is one of the most important virus pathogens of cereal crops and grasses in the Czech
Republic. The virus is transmitted only by leafhopper Psammotettix alienus. The testing of resistance is dependent
on large scale field trials. We have developed infectious clone of Czech isolate of WDV to support functional
genomics study of the virus and to enhance resistance testing of cereals.
A differential real-time qPCR was developed for the quantification of DNA molecules of WDV. New viral DNA
molecules together with the infectious clone molecules were quantified by the primers and probes for WDV using
TaqMan assay. A specific TaqMan assay for the quantification of solely infectious clone DNA molecules was also
designed, based on DNA sequence specific to bacterial plasmids. The feasibility of the method was tested on diluted
standards with the PCR product of the virus genome mixed with DNA of infectious clones at different
concentrations.
The TaqMan assay was used to evaluate the amount of new virus molecules after mechanical inoculation of the
suitable host (Triticum aestivum). However, infectivity of the WDV infectious clone has not yet been proved through
mechanical inoculation to the wheat plants.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
111
Abstracts
Cytological Characterization of Two Genlisea Species with a TwentyTwenty-fold Genome Size
Difference
36
Trung D Tran*1, Gabriele Jovtchev1, 2, Pavel Neumann3, Jiri Macas3, Giang TH Vu4, Joerg Fuchs1 and
Ingo Schubert1
1
Department of Cytogenetics and Genome Analysis, Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research
(IPK), Gatersleben, Germany
2
Present address: Department of Bio-Indication & Environmental Assessments, Environmental Mutagenesis, Central
Laboratory of General Ecology, Sofia, Bulgaria
3
Laboratory of Molecular Cytogenetics, Institute of Plant Molecular Biology, Biology Center ASCR, Ceske Budejovice,
Czech Republic
4
Department of Plant Breeding and Genetics, Max-Planck-Institute for Plant Breeding Research, Cologne, Germany
The cosmopolitan Lentibulariaceae family is characterized by extreme plasticity of genome size, variable
chromosome numbers, high base substitution rates and unique trapping mechanism for carnivory. Species of the
monophyletic genus Genlisea attract, trap and digest mainly protozoan in “lobster pot” traps of their corkscrew-like
bundles of root-like subterraneous leaves. The genus comprises at least 27 species with genome sizes ranging from
64 Mbp (G.aurea) to 1550 Mbp (G. hispidula). This feature makes Genlisea species interesting subjects to study
mechanisms of genome and karyotype evolution. However, cytogenetic data were largely lacking so far.
For G. pygmaea (86 Mbp) with one of the smallest plant genomes and G. hispidula with twenty-fold larger genome
we were determining the chromosome numbers and investigated the chromosomal constitution regarding
heterochromatin, telomere and rDNA as well as the sub-nuclear distribution of epigenetic marks. Furthermore we
were analysing the chromosomal distribution of diverse retrotransposon and newly identified tandem repeats
including a putative centromeric sequence for G. pygmaea.
These fundamental cytological data constitute basic information for future elucidation of karyotype evolution by
chromosome painting within the Lentibulariaceae family.
Study of determinants of cytokinin receptor ligand specificity
37
Lucia Gallová*1, Karel Berka2, Pavel Mazura3 and Lukáš Spíchal 1,4
1
Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research, Faculty of Science, Palacký University,
Šlechtitelů 11, 783 71 Olomouc, Czech Republic
2
Department of Physical Chemistry, Faculty of Science, Palacky University, 17. listopadu 12, 771 46 Olomouc,
Czech Republic
3
Department of Molecular Biology and Radiobiology FA, Zemědělská 1, 61300 Brno, Czech Republic
4
Laboratory of Growth Regulators, Faculty of Science, Palacký University & Institute of Experimental Botany AS CR,
Šlechtitelů 11, 783 71 Olomouc, Czech Republic
Plant hormones cytokinins activate histidine kinase receptors to initiate a signalling pathway. Three receptors,
CRE1/AHK4, AHK3 and AHK2, are known in Arabidopsis thaliana. These receptors differ in sensing of different
cytokinins. Extracellular ligand-binding domains of all three receptors contain so-called CHASE domain. Although
sequences of CHASE domains of all the receptors are highly conserved, CRE1/AHK4 and AHK3 have contrasting
ligand specificities. The molecular basis of the ligand recognition has been unravelled only recently thanks to
crystallisation of CRE1/AHK4 sensor domain. Based on this we selected amino acids that can be responsible for the
differences in the ligand specificity and used site directed mutagenesis to manipulate CRE1/AHK4 sensitivity towards
AHK3-preffered ligands. Functional assays proved such changes in CRE1/AHK4 specificity. This knowledge might
provide better understanding of interactions of cytokinin receptors and their ligands in plants.
Supported by grant No. ED0007/01/01 Centre of the Region Haná for Biotechnological and Agricultural Research.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
112
Posters
Cytogenetic analysis of Miscanthus x giganteus and its parent forms
38
Andrzej ChramiecChramiec-Głąbik*
Department of Plant Cytology and Embryology, Institute of Botany, Jagiellonian University, Grodzka 52, 31-044
Cracow, Poland
The research aimed at comparative karyotype analysis and measurement of the nuclear DNA amount in giant
miscanthus - Miscanthus x giganteus and its hypothetical ancestors: eulalia grass - M. sacchariflorus and porcupine
grass - M. sinensis. The triploid chromosome number 2n=57 in M. x giganteus and the diploid chromosome number
2n=38 in the other species was confirmed. In the karyotype of giant miscanthus three SAT chromosomes were
observed, whereas in M. sinensis there were two and in M. sacchariflorus probably four satellited chromosomes. In
the first species 1 to 4 B-chromosomes were evidenced. The highest proportion of the C-banding/DAPI positive
heterochromatin was found in M. sinensis cv. Gracillimus and the least - in M. sinensis M07 genome. The banding
patterns observed in giant miscanthus resembled those observed in M. sacchariflorus. The 2C nuclear DNA content
in M. x giganteus was 7.47 pg and in M. sacchariflorus it was 5.14 pg; two analysed lines of M. sinensis differed in
2C DNA value (5.18 pg and 5.49 pg).
Characterization of DNA repetitive sequences (RAYSI and RAYSII)
derived from Y chromosomes of Rumex acetosa, R. arifolius and R. thyrsiflorus.
39
Patryk Mizia*, Dagmara Kwolek and Andrzej J. Joachimiak
Department of Plant Cytology and Embryology, Institute of Botany, Jagiellonian University, Grodzka 52, 31-044 Kraków,
Poland
Dioecius species are uncommon among flowering plants and only few of them developed well-determined sex
chromosome system. Sorrel species (Rumex) represent a broad spectrum of different sex determining mechanisms
starting from hermaphroditic, polygamous, gynodioecious monoecious and dioecious species (witch different sexdetermining mechanisms and sex-chromosomes systems). One of the representatives of this interesting genus is R.
acetosa, one of the best studied dioecious plant. In our study we analysed two Y-chromosome linked, AT-rich
satellite sequences (RAYSI and RAYSII) in R. acetosa, R. arifolius and R. thyrsiflorus from Poland. All species
possess the same multiple sex chromosome system (XX/XY1Y2). PCR method based on RAYSI and RAYSII primers
were commonly used on those species for sexing seeds as well as adult plants. PCR products based on RAYSI (R.
acetosa and R. thyrsiflorus) sequence produced only one band witch similar weight among R. acetosa and R.
thyrsiflorus species (~900 bp). In addition presence of low luminous band in some female samples of both species
were detected. PCR products based on RAYSII (R. acetosa, R. arifolius and R. thyrsiflorus) sequence produced only
one band (~700 bp) in R. acetosa and R. arifolius and two in R. thyrsiflorus (~600 and ~700 bp). All obtained PCR
products were cloned and sequenced (including RAYSI female product), and variability among clones from same
plants, within species and between species were detected. Quantitative data analysis showed separate clustering of
~600 bp and ~700 bp RAYSII sequences and surprisingly large nucleotide variation of RAYSI obtained from
different plants.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
113
Abstracts
Cytokinin metabolism and signal transduction
in cold and heat stress responses of Arabidopsis
40
Eva Ge*, Jana Dobra, Petre Dobrev, Helena Storchova and Radomira Vankova
Institute of Experimental Botany AS CR, Czech Republic
Heat stress represents abiotic stress, which may cause very fast damage to all cell structures, thus, the initial stress
response includes transient stimulation of transpiration, which delays the rise of leaf temperature until other
defence mechanisms can be stimulated. On the contrary, cold stress is associated with slowing down of metabolic
processes. The early responses to both stresses include down-regulation of the growth rate. Plant hormone
cytokinins (CKs) have been recognized to play an important role in both responses. Heat (40 °C) and cold (5 °C)
stresses were applied to shoots of Arabidopsis thaliana grown in hydropony. Upon heat stress, expression of genes
for biosynthetic enzymes (isopentenyltransferases, especially IPT3) as well as for degrading enzymes (cytokinin
oxidases/dehydrogenases, e.g.CKX1) was down-regulated in apices and leaves, while up-regulated in non-stressed
roots. Enhanced CK transport from the roots enabled to maintain active CK levels (necessary for stomata opening)
in leaves for ca 45 min (period of stimulated transpiration). Cold stress was also associated with down-regulation of
IPT3, which, however, returned to control level after 6 h. CKX genes (especially CKX1 and CKX6) exhibited transient
peak after 30 min of cold stress, which coincided well with down-regulation of active CK levels in leaves. The
expression of CK receptors exhibited (with a 15-min delay) transient down-regulation upon heat stress, reaching
back the control levels after 2 h. Similar expression profile was determined for positive type-B response regulators
(e.g. ARR12). Expression of negative type-A response regulators was down-regulated immediately upon heat stress.
On the contrary, upon cold stress, fast transient stimulation of type-A response regulators was found. The
expression data are in good accordance with hormone levels as well as with physiological performance of stressed
plants.
This work was supported by GA CR projects no. 522/09/2058 and 206/09/2062.
Role of horizontal transfered mis gene in genus Nicotiana and genus Linaria
41
Viera Kováčová* and Bohuslav Janoušek
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics, ASCR, Kralovopolska 135, 612 00, Brno, Czech
Republic
The gene for mikimopine synthase was originally found in T-DNA that is being transferred by Agrobacterium
rhizogenes during its infection of the roots of host plant. Later was the occurence of this gene also reported in nontransformed plants of several species of the genus Nicotiana (Solanaceae). Recently, was the presence of this gene
also reported in the species Linaria vulgaris (Plantaginaceae). We decided to test the similarity in the evolution of
the mis gene evolution in the genus Nicotiana and Linaria. We have tested presence of mis gene in several species
of genus Linaria: L. vulgaris, L. genistifolia, L. genistifolia susp. dalmatica, L. triornithophora, L. alpina, L. repens, L.
purpurea, L. aeruginosa, L. bipartita, L. maroccana. The mis gene was found in species: Linaria vulgaris, L.
genistifolia subsp. dalmatica, L. genistifolia. We have sequences several samples from each species. Simultaneously,
we have sequenced mis gene from several species of the genus Nicotiana (several lines from each species): N.
tabacum, N. tomentosiformis and N. glauca. Analysis of the sequences for the synonymous and non-synonymous
substitutions showed that the horizontally transferred sequences in Nicotiana and Linaria evolved in different
manner. The role of mis gene in these organisms is unkown. We have also tried to establish the function of mis
gene by using bioinformatics tools (String 9.0, SupFam, KEGG, Phyre2).
Acknowledgement: the Czech Science Foundation (204/09/H002 and P501/12/G090)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
114
Posters
Evolution of sex chromosome in Silene genus
42
Veronika Slancarova1*, Radim Cegan1, Jitka Zluvova1, Jana Zdanska1, Alex Widmer2, Christian Zschach1
and Bohuslav Janousek1
1
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics AV CR, Kralovopolska 135, 61200, Brno,
Czech Republic
2
Plant Ecological Genetics, Institute of Integrative Biology, ETH Zurich, Universitatstr. 16, 8092 Zurich, Switzerland
Genus Silene has a great potencial for sex chromosome evolution studies. It is a species-rich genus and it also
includes species with various reproductive strategies: hermaphroditic, dioecious, gynodiecious etc. Dioecious plants
from this genus are important for sex chromosomes evolutionary studies because their sex chromosomes are
evolutionarily young, much younger than e.g. mammalian sex chromosomes. Genus Silene includes 2 subgenera:
subgenus Behenantha and subgenus Silene and dioecious species are included in both of them. In Silene genus,
dioecy evolved in at least two independent events, as was shown by a previous study comparing sex-linked
markers from Silene latifolia and Silene colpophylla.
In our work, we focuse especially on Silene otites possesing sex chromosomes which seem to be very interesting
for this type of study. We are looking for sex-linked STS markers, to test whether sex chromosomes of Silene otites
evolved from the same pair of autosomes as some other dioecious species of genus Silene expecially its
phylogenetically closely related species Silene colpophylla.
Acknowledgement: GA CR 204/09/H002 & P501/12/G090
Chromosome numbers in flowering plants from Poland
43
Paulina Gacek*, Grzegorz Goralski and Andrzej Joachimiak
Department of Plant Cytology and Embryology, Institute of Botany, Jagiellonian University, Kraków, Poland
To determine the degree of knowledge of chromosome numbers and polyploidy in flowering plants from Poland we
used information collected in Chromosome Number Database of Polish Angiosperms (http://
www.binoz.uj.edu.pl:8080/chromosomes/). This database comprises 3387 records on chromosome numbers of
1498 species which represent 40.28% of the total Angiosperms (3,719) occurring in Poland. In our investigation we
focused especially on native species, anthropophytes and different growth habits in plants: trees, shrubs and
subshrubs, perennials plants and annual and biennial plants. Chromosome numbers were reported for 1,205 native
species (53.4%), 194 anthropophytes (56%), 49 trees (37.12%), 150 shrubs and subshrubs (44.64%), 959
perennials plants (43.14%), 326 annual and biennial plants (32.37%).
According to generic basal chromosome numbers, 46.44% of Polish angiosperms were inferred to be polyploid. By
basal chromosome numbers, 49.07% native species, 32.99% anthropophytes, 26.53% trees, 70% shrubs and
subshrubs, 48.05% perennials plants and 33.33% annual and biennial plants were polyploids. Using three different
threshold methods, proposed by Goldblatt, Grant and Wood, we calculated the proportion of polyploids for native
plants (67.58%, 53.46%, 47.22%), anthropophytes (48.45%, 37.63%, 25.77%), trees (97.96%, 75.51%,
10.20%), shrubs and subshrubs (80%, 73.33%, 59.33%), perennials plants (65.80%, 50.43%,45.89%) and annual
and biennial plants (49.09%, 37.88%, 31.21%). It's worth to underline connection between percentage of
polyploids (obtained by two thresholds methods developed by Goldblatt and Grant) and different growth habits in
plants. Proportion of polyploids rises from annual and biennial plants through perennials plants, shrubs and
subshrubs to trees. However, percentage of polyploids among trees differ significantly regardless of the estimation
method.
It was shown that frequency of polyploids is higher in native species than in anthropophytes, and that the ploidy
distribution among plants from Tatras does not differ significantly from that observed in the rest of native plants.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
115
Abstracts
Phenotypic and genotypic identification and phylogenetic characterisation of Taphrina fungi on poplar species in Slovakia. (Taphrina johanosnii and Taphrina rhizophora are two different species).
44
Jana Petrýdesová*1, Pavol Sulo2 and Kamila Bacigálová1
1
Department of Non-Vascular Plants, Institute of Botany SAS, Dúbravská cesta 9, 845 23, Bratislava 4, Slovak
Republic
2
Department of Biochemistry, Faculty of Natural Sciences, Comenius University in Bratislava, Mlynská Dolina,
Bratislava 842 15, Slovak Republic
The ascomycetous genus Taphrina Fr. is remarkable group of more than 90 the phytopathogenic microscopic yeastlike fungi, with characteristic dimorphism. Mycelial state is strictly phytoparasitic, while the second state of their life
cycle is saprobic since they are able to grow as yeasts on artificial media. Taphrina species are mainly identified
according their host species and morphological, physiological or molecular traits. The rule of thumb is that one
species parasites on one host plant. However taxonomic classification of few exceptions from this rule has not been
clarified yet. Therefore the aim of this study was to inspect taxonomic classification of two species Taphrina
johanosnii and Taphrina rhizophora, parasitizing on two different poplar species and considered as conspecific. Due
to undistinguishable phenotypic traits we determined and compared their nucleotide sequences of the regions from
26S rRNA gene (D1/D2 domains) and mitochondrial gene (rns gene). The rate of divergence and sequence
comparison revealed that these yeasts are not conspecific as they have been recently classified, but should be
assigned to two different species.
Identity of selected Vězda's specimens of Solenopsora (lichenized fungi)
45
Katarína Piknová*, Anna Guttová, Judita Zozomová and Anna Lackovičová
Institute of Botany, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 23
Solenopsora A. Massal. is a small lichen genus including ca 20 taxa worldwide, with uncertain position within
Lecanoromycetidae (Rhizocarpomycetidae – Catillariaceae). The members of the genus are mostly confined to
calcareaous substrates. Its diversity center is the Mediterranean and the Black sea region. Occurrence of species is
local.
W. Nylander described taxon Lecanora liparina in 1876 from serpentine rocks in France, based on Lamy´s
collection from Haute Vienne. A. Zahlbruckner transfered it to the genus Solenopsora in 1919. A. Vězda collected
some specimens of S. liparina in France and Romania from calcareous and serpentine rocks. Moreover he collected
S. carpatica from Czech Republic (Jeseníky Mts.) which grew also on serpentine rocks.
Vězda's collection of specimens were assessed on the basis of sequences of ITS region, ketosynthase domain of
PKS gene and mcm7 gene. The analysis comprised also furhter Solenopsora specimens with placodioid thallus
collected in the South pre-Alps, along the Adriatic coast, Macedonia and the Western Carpathians.
Preliminary molecular analyses show that Vězda's specimens of S. liparina from France and S. carpatica from the
Jeseníky Mts. are genetically different from the specimens of placodioid Solenopsora from the sampled region.
Further sampling is crucial to disclose, whether we deal with the vicariant taxon confined to different type of
substrate (serpentine rock), or with cryptic taxon.
Chemical analysis (TLC) shows that Vězda's specimens of S. liparina from France and Romania are markedly
different from the rest of the placodioid taxa which were studied. These contain pannarin and zeorin, while Vězda's
specimens contain undefined substances.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
116
Posters
Identification of linuron resistance in the common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.)
and a multiplex PCR technique for the easy detection of it
46
Kinga Klára Mátyás*1, Péter Poczai 2, István Cernák3, Diane Lyse Benoit4 and János Taller1
1
Biotechnology Group, Department of Plant Science and Biotechnology, Georgikon Faculty, University of Pannonia,
Festetics u. 7, Keszthely 8360, Hungary
2
Plant Biology (Biocenter 3), University of Helsinki, PO Box 65, 00014 Helsinki, Finland
3
Potato Research Centre, Centre of Agricultural Sciences, University of Pannonia, Festetics u. 7, Keszthely 8360,
Hungary
4
Horticultural Research and Development Centre, Agriculture and Agri-Food Canada, 430 Gouin blvd., Saint-Jeansur-Richelieu (Québec) J3B 3E6, Canada
The common ragweed, ( Ambrosia artemisiifolia L.) is an annual, noxious, invasive weed in North America,
Europe and Asia. It belongs to the family Asteraceae. The rapid spread of this weed causes economic
damages in agriculture and the pollen of ragweed may induce allergy in humans. Herbicides play an important
role in ragweed control. Linuron, a member of urea-group herbicides inhibits the photosynthesis at
photosystem II by blocking the electron transfer activity of the D1 protein. The target gene of it is the psb A
gene which is located in the chloroplast genome. Since linuron acts in a single-site mode, resistance may
develop by point mutation. In common ragweed linuron resistant biotypes were detected and collected on
field borders in Ste-Clotilde-Legault (Canada). We isolated the psb A gene from the linuron resistant biotypes
and compared it to the wild type. The molecular genetic basis of linuron resistance seems to be the same as it
was observed in atrazine-resistant ragweed, i.e.: an A/G point mutation at the 790. nucleotide position of the
gene is causing an amino acid change from serine to glycine. Further, the heteroplasmic state of resistant and
wild type cpDNA could also be proved in linuron resistant biotypes. We tested our Bi-PASA method that was
developed to detect the atrazine-resistance causing mutation in common ragweed, and in can be concluded
that it is applicable in the same way for the detection of linuron resistance, too. When applied in monitoring
for linuron resistance our results may contribute to the success of precise weed regulation.
Natural variation of Arabidopsis thaliana genes involved
in postpost-transcriptional transgene silencing
47
Thanh Loan Le* and Renate Schmidt
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK)
T-DNA lines that carried defined numbers of a GFP (green fluorescent protein) reporter gene under the control of
a strong promoter conferring high constitutive expression were established in the accession Col-0 to study
transgene expression and silencing in Arabidopsis thaliana. These transgenes were inserted at many different
positions in the genome. Below a certain number of identical transgenes each gene copy contributes equally to
gene expression. This expression is high, stable throughout plant development and in all analysed generations. It is
also comparable between independent lines carrying the same transgene copy number. The high expression level
mediated by multiple copies of a particular reporter gene triggers gene silencing.
Methylation and siRNAs specific for the transcribed regions, systemic spread of silencing during development, and
meiotic reversibility of the process have been documented for the transgenes and all these features support a posttranscriptional mechanism of gene silencing. The onset and/or the spread of silencing can be reliably monitored in
populations of transgenic lines carrying GFP transgenes.
Recently, the study of mutants with impaired post-transcriptional gene silencing (PTGS) led to the discovery of
many genes that play important roles in this process. We have selected 19 genetically diverse accessions in order to
analyse copy number and sequence variation of genes involved in PTGS. Based on the results of the comparative
sequence analysis we will select on the one hand sequence variants of particular genes and on the other hand
accessions for functional tests. In order to study the functional relevance of sequence variants or particular genetic
backgrounds we are setting up introgression lines. The onset and spread of silencing of GFP transgenes will be
assessed in all different introgression lines and compared to the pattern in the Columbia-0 background.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
117
Abstracts
Model of mitochondrial and chloroplast DNA integration into nuclear genome
in completely sequenced plant species
48
Monika Michalovova1,2, Boris Vyskot1 and Eduard Kejnovsky1,2
1
2
Laboratory of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics ASCR, Brno, Czech Republic;
Laboratory of Genome Dynamics, CEITEC, Masaryk University, Brno, Czech Republic
Plant cells contain beside nuclear genome also genomes of chloroplast and mitochondria. According to
endosymbiotic theory, organelles originated as free-living bacteria (proteobacteria in case of mitochondrion and
cyanobacteria in case of chloroplasts). DNA is still migrating between cellular genomes, with dominant flux from
organelles to nucleus. Chloroplast and mitochondrial DNA sequences in nuclear genome (called NUPTs and NUMTs,
respectively) can be determined based on similarity with organellar genome and are also known as „promiscuous
DNA“. In this study, we analyzed NUPTs and NUMTs in selected completely sequenced plants genomes with focus
on their chromosomal localization, size and estimated date of insertion. We found that long insertions were identical
to chloroplast or mitochondrial sequences, what suggests their recent origin, and were localized close to
centromeres. Shorter sequences with lower identity were distributed along all chromosomes. Based on these data
we have proposed a model of turnover of promiscuous DNA where new organellar DNA sequences are inserted into
centromeric or pericentromeric region, subsequently fragmented (e.g. by transposable elements insertions),
reshuffled away from centromeres or removed by recombination. The mode and tempo of this turnover is speciesspecific – higher in larger genomes and lower in smaller genomes - what explains distribution patterns of NUPTs
and NUMTs in studied species.
Acknowledgement: the Czech Science Foundation (204/09/H002)
Differences in structure of plant sex chromosomes
49
Tereza Králová*, Radim Čegan, Roman Hobza and Boris Vyskot
Department of Plant Developmental Genetics, Institute of Biophysics ASCR, v.v.i., Kralovopolska 135, 61200, Brno,
Czech Republic
Evolution of separated sexes and differentiated sex chromosomes is one of the biggest mysteries in biology. Plant
sex chromosomes were first observed in Rumex acetosa (Kihara et Ono, 1923) and Silene latifolia (Blackburn,
1923). Although these plants have large, distinguishable sex chromosomes, each model represents different type of
sex determination and level of sex chromosome evolution. Silene latifolia has sex determination system based on
the dominant role of Y chromosome (mammalian type), while Rumex acetosa sex is determined by the ratio
between the X chromosome(s) and sets of autosomes (Drosophila type).
No sex-linked genes have been identified yet in Rumex acetosa. Our aim was to find and characterize them. In
order to isolate sequences accumulated on one of the sex chromosomes BAC library of Rumex acetosa has been
constructed.
BAC library was hybridized with two types of radioactive probes. First type of probes was derived from repetitive
sequences abundant on Y chromosomes, namely RaysI, RaysII, RaysIII and microsatellite (CAA)10. Given that the
satellites occur mainly on the Y chromosomes, we expected to find sex-linked sequences in their proximity. In this
case, we used clones giving the strongest hybridization signals. In the second approach we hybridized BAC library
using probe derived from male genomic DNA. To find low-copy sequences (hypothetical genes) we chose the
weakest hybridization signals. Afterwards fluorescence in situ hybridization (FISH) was used to determine whether
sequences are localized on sex chromosomes.
We isolated BAC clones providing discrete FISH signals on the sex chromosomes. BAC 43H11 seems to represent
pseudoautosomal region of X and Y1 . BAC 7P2 is a unique X-specific sequence, what indicate possibility to find Xlinked genes or/and sex-linked markers. BAC 60K24 shows repetitive sequnces occuring throughout genome except
Y chromosomes. Isolated sequences help us to study the differences in the evolution of X and Y chromosomes.
This work was supported by Czech Science Foundation (P501/12/2220, 204/09/H002 and 522/09/0083)
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
118
Posters
Novel regulators in intracellular trafficking of auxin transporters
identified by forward genetics screen in Arabidopsis
50
Mike Karampelias*, Lukasz Langowski and Jiri Friml
Plant Systems Biology – VIB, Gent University, Belgium
The plant hormone auxin contributes to coordination of tissue and organ development including tissue and cell
polarization. Local auxin maxima are achieved by directional auxin flow through tissues that is mediated by efflux
and influx carriers polarly localized on the plasma membrane of transporting cells. Dynamic cellular polarity of PIN
auxin efflux carriers determines directionality of auxin transport and thus is of great developmental importance.
Subcellular polar delivery of PINs is assured by constitutive endocytic recycling from and to the plasma membrane.
Treatments with the trafficking inhibitor Brefeldin A (BFA) block the endosomal recycling to the plasma membrane
and in a short time, leads to the formation of intracellular membrane structures, called “BFA bodies”. In order to
identify novel components of the mechanism involved in subcellular trafficking and asymmetric distribution of PIN
proteins, we performed forward genetic screen on EMS mutagenised PIN1-GFP population of Arabidopsis. By
differential time and dose treatments with BFA, we identified mutants exhibiting alternative response to BFA in
terms of endocytosis or exocytosis of PIN1 as well as its trafficking between other cellular compartments. Here we
present partial characterization of selected mutants affected in BFA-sensitive PIN trafficking.
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
119
List of Participants
Aliyeva Lala
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Poster No. 29
Aranyi Nikolett
University of Pannonia, Keszthely, Hungary
[email protected]
Poster No. 19
Balarinová Kateřina
Masaryk University, Brno
[email protected]
Poster No. 12
Baloun Jiří
Masaryk University, Brno
[email protected]
Poster No. 22
Brankiewicz Wioletta
Maria Curie - Skłodowska University, Lublin
[email protected]
Talk No. 15
Brzobohatý Jiří
Sigma Aldrich, spol. s r. o.
[email protected]
Sponsor talk
Cejnar Pavel
Crop Research Institute, Czech University of Life
Sciences, Prague
[email protected]
Poster No. 35
Cviková Kateřina
Institute of Experimental Botany, ASCR, Olomouc
[email protected]
Poster No. 27
Čechová Jana
Faculty of Horticulture, Mendel University in Brno
[email protected]
Poster No. 23
Dobroviczká Terézia
Constantine the Philosopher University in Nitra
[email protected]
Poster No. 5
Dzuganova Monika
GATC Biotech
[email protected]
Sponsor talk
Felcmanová Kristina
University of South Bohemia, České Budějovice
[email protected]
Talk No. 22
Finke Andreas
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Talk No. 9
Fridrichová Lenka
Charles University in Prague
[email protected]
Poster No. 3
Gacek Paulina
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Poster No. 43
Gallova Lucia
Palacký University, Olomouc
[email protected]
Poster No. 37
Ge Eva
Institute of Experimental Botany AS CR, Prague
[email protected]
Poster No. 40
Hasíková Tereza
University of Ostrava
[email protected]
Talk No. 26
Havránková Miroslava
Institut of Experimental Botany AS CR, Olomouc
[email protected]
Poster No. 30
Hisem Daniel
University of South Bohemia, České Budějovice
[email protected]
Poster No. 1
Horváth Edit
University of Szeged
[email protected]
Poster No. 13
Hudzieczek Vojtěch
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
[email protected]
Poster No. 4
Chmelík Dominik
Masaryk University, Brno
[email protected]
Poster No. 6
Chramiec-Głąbik Andrzej
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Poster No. 38
Imoto Yuuta
University of Tokyo
[email protected]
Talk No. 7
Janda Martin
Institute of Chemical Technology, Prague
[email protected]
Talk No. 11
Jankowska Maja
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected] Poster No. 26
Jarešová Jana
Institut of Microbiology, Třeboň
[email protected]
Talk No. 10
Jeřábková Hana
Institute of Experimental Botany, ASCR, Olomouc
[email protected]
Poster No. 10
Ježilová Eliška
Palacký University, Olomouc
[email protected]
Talk No. 23
Kabáthová Eva
Masaryk University, Brno
[email protected]
Poster No. 20
Kalendar Ruslan
University of Helsinki
[email protected]
Invited talk
Karampelias Mike
PSB, VIB - University Gent
[email protected]
Poster No. 50
Klásková Jana
Institut of Experimental Botany AS CR, Olomouc
[email protected]
Talk No. 20
Klemme Sonja
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Talk No. 25
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
120
Active Participants
Klocová Barbora
Institute of Experimental Botany, ASCR, Olomouc
[email protected]
Poster No. 32
Korovetska Halyna
Masaryk University, Brno
[email protected]
Talk No. 24
Kovács Judit
Dept. of Plant Biology, University of Szeged
[email protected]
Poster No. 15
Kováčová Viera
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
[email protected]
Poster No. 41
Králová Tereza
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
[email protected]
Poster No. 49
Kubínová Zuzana
Charles University in Prague
[email protected]
Poster No. 14
Kučerová Danica
Institute of Chemistry, Slovak Academy of Sciences,
Bratislava
[email protected]
Talk No. 17
Kudělková Martina
Mendel University in Brno
martina.kudelkova
@mendelu.cz
Talk No. 12
Kułak Karolina
Institute of Bioorganic Chemistry, Polish Academy of
Sciences, Poznań
[email protected]
Poster No. 7
Le Thanh Loan
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Poster No. 47
Lukeszová Ludmila
Bio-Consult Laboratories, spol. s r. o.
[email protected]
Sponsor talk
Majerová Eva
Masaryk University, Brno
[email protected]
Talk No. 4
Maršálová Lucie
Institute of Chemical Technology, Prague
[email protected]
Talk No. 21
Mátyás Kinga Klára
University of Pannonia, Keszthely, Hungary
[email protected]
Poster No. 46
Medveďová Zuzana
CEITEC - Central European Institute of Technology,
Brno
[email protected]
Poster No. 8
Migdałek Grzegorz
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Talk No. 27
Michalovová Monika
Faculty of Informatics Masaryk University, Brno
michalovova.monika
@gmail.com
Poster No. 48
Mittelsten Scheid Ortrun
Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology,
Vienna
[email protected] Invited talk
oeaw.ac.at
Mizia Patryk
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Poster No. 39
Mursalimov Sergey
Institute of cytology and genetics, RAS, Novosibirsk
[email protected]
Talk No. 3
Musilová Milena
Mendel University in Brno
[email protected]
Poster No. 25
Najdekrová Lucie
Masaryk University, Brno
[email protected]
Talk No. 8
Nováková Lucie
M.G.P. spol. s r.o.
[email protected]
Sponsor talk
Ondroušková Jana
Mendel University in Brno
[email protected] Poster No. 28
Opatrný Zdeněk
Charles University in Prague
[email protected]
Invited talk
Paseka Peter
University of South Bohemia, České Budějovice
[email protected]
Poster No. 9
Petrýdesová Jana
Botanický ústav SAV, Bratislava
[email protected]
Poster No. 44
Piknová Katarína
Comenius University in Bratislava
[email protected]
Poster No. 45
Ponert Jan
Charles University in Prague
[email protected]
Poster No. 17
Pouch Milan
CEITEC - Central European Institute of Technology,
Brno
[email protected]
Poster No. 24
Rozmoš Martin
Masaryk University, Brno
[email protected]
Talk No. 18
Selinger Martin
Faculty of Science, University of South Bohemia, České Budějovice
[email protected]
Poster No. 33
Schubert Ingo
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Invited talk
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
121
List of Participants - Active Participants
Ślązak Błażej
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Poster No. 2
Ševčíková Hana
Charles University in Prague
[email protected]
Poster No. 16
Šigut Ladislav
Global Change Research Centre ASCR, Brno
[email protected]
Talk No. 19
Šlancarová Veronika
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
[email protected]
Poster No. 42
Šteflová Pavlína
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
[email protected]
Poster No. 21
Tichý Josef
University of South Bohemia, České Budějovice
[email protected]
Poster No. 11
Tomaštíková Eva
Institute of Experimental Botany, ASCR, Olomouc
[email protected]
Talk No. 16
Tran Trung Duc
Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant
Research, Gatersleben
[email protected]
Poster No. 36
Trojan Václav
Mendel University in Brno
[email protected]
Poster No. 25
Týcová Anna
Biology Centre of the ASCR, České Budějovice
[email protected]
Poster No. 34
Uhlířová Radka
Gregor Mendel Institute of Molecular Plant Biology,
Vienna
radka.uhlirova
@gmi.oeaw.ac.at
Talk No. 1
Vatehová Zuzana
Institute of Chemistry, Slovak Academy of Sciences,
Bratislava
[email protected]
Talk No. 13
Vogel Ivan
Faculty of Information Technology, University of
Technology, Brno
[email protected]
Poster No. 31
Watson Michael
The University of Leeds
[email protected]
Talk No. 5
Żabicki Piotr
Jagiellonian University, Cracow
[email protected]
Poster No. 18
Zástěra Jan
Genomac International, Ltd.
[email protected]
Sponsor talk
Zavřel Tomáš
Global Change Research Centre ASCR, Brno
[email protected]
Talk No. 14
Zbránková Veronika
University of Ostrava
[email protected] Talk No. 2
Zedek František
Masaryk University, Brno
[email protected]
Talk No. 6
Žižková Eva
Institute of Experimental Botany ASCR, Prague
[email protected]
Talk No. 28
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
122
List of Participants - Passive participants
Albrechtová Jana
Charles University in Prague
[email protected]
Barták Miloš
Masaryk University, Brno
[email protected]
Bartoš Michael
University of South Bohemia, České Budějovice
michaelbartos.ck@seznam.cz
Blavet Nicolas
Institute of Experimental Botany, ASCR, Olomouc
blavet@ueb.cas.cz
Burger Anna
University of Vienna
anna-burger11@hotmail.com
Čegan Radim
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
cegan@ibp.cz
Dębski Paweł
Maria Curie - Skłodowska University, Lublin
pawel.debski@o2.pl
Fulneček Jaroslav
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
fulnecek@ibp.cz
Havel Ladislav
Mendel University in Brno
ladislav.havel@mendelu.cz
Hobza Roman
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
hobza@ibp.cz
Ištvánek Jan
Masaryk University, Brno
i.jan@centrum.cz
Kejnovský Eduard
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
kejnovsk@ibp.cz
Kovařík Aleš
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
kovarik@ibp.cz
Kubát Zdeněk
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
kubat@ibp.cz
Lízal Pavel
Masaryk University, Brno
lizal@sci.muni.cz
Nedbalová Ivana
Photon Systems Instruments, spol. s r.o.
nedbalova@psi.cz
Nevrtalová Eva
Mendel University in Brno
nevrtalova@ibp.cz
Ortmannová Jitka
Charles University in Prague
jitka.ortmann@gmail.com
Pidra Miroslav
Mendel University in Brno
pidra@mendelu.cz
Růžičková Martina
Charles University in Prague
ruzickova@ueb.cas.cz
Řepková Jana
Masaryk University, Brno
repkova@sci.muni.cz
Sabol Peter
Charles University in Prague
sabol.peter.tv@gmail.com
Sekereš Juraj
Charles University in Prague
juro.seky@gmail.com
Soukupová Magda
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
SoukupovaMagda@seznam.cz
Sýkorová Eva
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
evin@ibp.cz
Šantrůček Jiří
University of South Bohemia, České Budějovice
jsan@umbr.cas.cz
Široký Jiří
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
siroky@ibp.cz
Vukašinović Nemanja
Charles University in Prague
vukasinovicnemanja@gmail.com
Vyskot Boris
Institute of Biophysics, ASCR, Brno
vyskot@ibp.cz
Zrůstová Jana
EPPENDORF Czech & Slovakia s.r.o.
jana.zrustova@eppendorf.cz
The 10th International Ph.D. Student Conference on Experimental Plant Biology
123
124
125
126
127
128
129
Notes
130
Notes
131
Notes
132
Download

odkaz ke stažení