Fotosyntetické organismy v rámci 6 říší

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Fotosyntetické organismy v rámci 6 říší"

Sabina Valentová
před 5 lety
Počet zobrazení:

2 Fotosyntetické organismy v rámci 6 říší Zel. rost. a řasy Ruduchy Glauco phyta Rozsivky atd. Obrněnky Euglenozoa WHAT IS A PLANT?

3 Původ plastidů: jednou a přece víckrát! PRIMÁRNÍ I Sekundární endosymbióza Primární endosymbióza (sinice) Sekundární endosymbióza Sekundární endosymbióza U sekundárních endosymbiontů je plastid vlastně řasa, z jádra někdy nukleomorf.

4 Paulinella chromatophora

5 Paulinella chromatophora Cercozoa 860 genů 25% pův. Sekundární Bigelowiella natans Chlorarachniophyte

6 Roger and Simpson, Curr. Biol. 2009

7 C-S Unikont-Bikont concept does not fit

8 Mnohobuněčnost rostlin je evolučně nepříbuzná mnohobuněčnosti živočichů

9 Rostliny kolonizovaly souši jen jednou a jen zelené rostliny

10 Z 1. rozměru do prostoru význam orientace dělení a dloužení. Klíčový význam lignifikace

11 Rodozměna Tendence k rozvoji/převládnutí sporofytu Jak vůbec vznikl mnohobuněčný sporofyt?

12 Dvě hypotézy o vzniku dvou generací u rostlin Interpolační teorie - předek měl diploidní jen zygotu (tak je tomu u parožnatek). Oddálení meiózy po mitotickém dělení zygoty vede ke vzniku sporofytu. Transformační teorie - předek suchozemských rostlin vyvinul simultánně mnohobuněčný gametofyt i sporofyt (analog. Ulva). Stará dobrá Coleochaete hypotéza mluví pro IT.

13 Dvě hypotézy o vzniku dvou generací u rostlin Interpolační teorie - předek měl diploidní jen zygotu (tak je tomu u parožnatek). Oddálení meiózy po mitotickém dělení zygoty vede ke vzniku sporofytu. Transformační teorie - předek suchozemských rostlin vyvinul simultánně mnohobuněčný gametofyt i sporofyt (analog. Ulva). Stará dobrá Coleochaete hypotéza mluví pro IT.

14 Hlavní evoluční novinky suchozemských rostlin Kutikula a průduchy. Evoluce listu. Evoluce květu a semenných obalů

15 Květy

16 Listy Vyvinuly se 6x nezávisle

17 MODELS FOR PLANT DEVELOPMENTAL BIOLOGY

19 Physcomitrella Physcomitrellapatens patensje je dosud dosud jedniný jedninýrostlinný model, model, který který umožňuje umožňuje homologní homologní rekombinace rekombinace --tzv. tzv. gene gene knock-out knock-out

Arabidopsis Arabidopsis- -10 10 7 7 pb pb (A) (A) a Fritillaria Fritillaria- -10 10 11 11 pb pb (B) (B) Rostliny Rostliny se se zcela

20 Arabidopsis Arabidopsis pb pb (A) (A) a Fritillaria Fritillaria pb pb (B) (B) Rostliny Rostliny se se zcela zcela srovnatelnou srovnatelnou komplexitou komplexitou pletiv pletiv a orgánů orgánů se se liší liší x 000x obsahem obsahem DNA. DNA.

21 Zea Zeamays maysnejstarší vývojově-genetický vývojově-genetický model model krytosemenných krytosemenných mutace mutace knotted knotted

22 Osekvenované genomy rostlin ALE UŽ TAKÉ MODELOVÁ OBILNINA RÝŽE A MODELOVÝ STROM TOPOL (Populus trichocarpa)

23 Campus Umea modelový jedinec

24 ROSTLINNÉ GENOMY PROBLÉM KOORDINACE TŘÍ GENOMŮ V JEDNOM ORGANISMU Stěhování genů z organel do jádra.

26 Genom Mitochondrií Vetšina mt transkriptů je editována.

27 Genom Plastidů

29 Polyploidizace je běžnou součástí speciace Jako pozůstatek dávné polyploidizační události se i v genomu Arabidopsis vyskytují některé úseky chromozomů dvakrát

30 SYNTENIE SYNTENIE či či KOLINEARITA KOLINEARITA GENOMU GENOMU Příbuzné Příbuzné druhy druhy rostlin rostlin mají mají obdobnou obdobnou lokální lokální architekturu architekturu genomu genomu --pořadí pořadí genů genů na na homologních homologníchúsecích chromosomů. chromosomů.

31 SHORTLY ON METHODS

32 Metody studia rostlinných genů

33 Mutageneze transpozonem může být reversibilní

34 T-DNA JAKO NÁSTROJ ROSTLINNÉ EXPERIMENTÁLNÍ BIOLOGIE Mechanismus přenosu T-DNA Agrotransformace jako důležitý nástroj studia i modifikací rostlin

Reporter Gene Systems GFP a GUS Use of a reporter gene gene whose expression is easy to observe.

identified form luminescent jellyfish Aequorea victoria.

requirement for specific additional factors for post-translational modification of the protein, which

Many structural variants now available commercially (e.g. red fluorescent protein) A.

cam.ac.uk/haseloff/gfp/gfpbackgrnd.html http://pantheon.cis.yale.edu/~wfm5/gfp_gateway.

35 Reporter Gene Systems GFP a GUS Use of a reporter gene gene whose expression is easy to observe. Used to report gene expression - regulation and localization Green fluorescent protein (GFP) Protein identified form luminescent jellyfish Aequorea victoria. GFP has now been produced in a number of heterologous cell types and there appears to be little requirement for specific additional factors for post-translational modification of the protein, which may be autocatalytic or require ubiquitous factors. Many structural variants now available commercially (e.g. red fluorescent protein) A. thaliana C24 wild type (left) 35S-mgfp4-ER transformed (right) Aequorea victoria GUS (uida) gene X-Glc 5-bromo-4-chloro-3-inolyl -β-d-glucuronic acid β-glucuronidase Blue precipitate ABA-inducible expression Guard cells Roots images/f2_tapg_gus.html

36 Koncept rostlinného organismu 1.Neukončená organogeneze/embryogeneze 2. Modulární stavba - FYTOMERA 3. Neoddělená zárodečná linie 4. Totipotence rostlinných buněk 5. Střídání n a 2n generací rodozměna 6. Velká vývojová plasticita stresová odolnost.

37 Rostliny Rostliny si si musí musí poradit poradit se se vším vším co co se se děje děje tam, tam, kde kde vyklíčily vyklíčily a rostou. rostou. Cesty Cesty příjmu příjmu živin živin a energie energie jsou jsou oddělené oddělené

38 Overview of ontogenesis

40 Vývoj embrya začíná - DVOJITÉ OPLOZENÍ Pylové zrno = samčí gametofyt. Zárodečný vak = samičí gametofyt.

45 Promoter Promotertrap trap s GFP GFP

47 Cell divison periclinal anticlinal

54 CHARACTERISTICS OF PLANT CELLS, TISSUES AND ORGANS

55 Uspořádání Uspořádání MT MT během během buněčného buněčného cyklu cyklu rostlinné rostlinné buňky buňky

59 APOPLAST APOPLAST A SYMPLAST SYMPLAST

60 Buňky Buňky apikálního apikálního meristému meristému jsou jsou symplasticky symplasticky propojeny propojeny --plasmodesmy plasmodesmyumožňují mezibuněčný mezibuněčný transport transport bílkovin bílkovin A --KN1 KN1 bílkovina, bílkovina, B --KN1 KN1 mrna mrna

61 MODULARITY - PHYTOMER

63 CELL-INTRINSIC INFORMATION Vnitrobuněčná informace vs. poziční informace

64 CLONAL CLONAL AND POSITION POSITION

65 Vývojový osud závisí na buněčné linii

66 Vývojový osud závisí na pozici

67 CLONAL ANALYSIS

68 Cell divison periclinal anticlinal

70 LASER MICROSURGERY Ben Scheres - Utrecht

71 REGULACE REGULACE DIFERENCIACE DIFERENCIACE KOŘENOVÉHO KOŘENOVÉHO MERISTÉMU MERISTÉMU

72 Starch production as differentiation marker

77 Vliv Vliv ploidie ploidie na na velikost velikost buněk buněk u periklinálních periklinálních meristémových meristémových chimér chimér

78 Theor Appl Genet (2002) 104: Springer-Verlag 2002 T. Franks R. Botta M.R. Thomas Chimerism in grapevines: implications for cultivar identity, ancestry and genetic improvement Here we show that when the two cell layers of a periclinal chimera, Pinot Meunier, are separated by passage through somatic embryogenesis the regenerated plants not only have distinct DNA profiles which are different from those of the parent plant but also have novel phenotypes. Recovery of these phenotypes indicates that additional genetic differences can exist between the two cell layers and that the Pinot Meunier phenotype is due to the interaction of genetically distinct cell layers. It appears that grapevine chimerism can not only modify phenotype but can also impact on grapevine improvement as both genetic transformation and conventional breeding strategies separate mutations in the L1 and L2 cell layers.

79 Mutace ovlivňující uspořádání buněčných dělení POKRACOVANI!!!

80 tangled

82 pi-12 ; m.w. 40(maize) or 50 (Arabidopsis) kda

87 Not all Arabidopsis tangled cells show abnormal wall patterns so, assuming that the mutations are completely null, Arabidopsis TANGLED can only be part of the mechanism for division plane determination. The search now continues for other components of the division ring and insights into the attractive influence they exert over the leading edge of the cytokinetic apparatus.

88 Vývojová kompenzace poruchy dělivého růstu zvětšováním objemu/expansí nedělících se buněk.

89 FASS

90 Další příklad chaotického mutanta fs/ton který nakonec také vytvoří rostlinku

92 WT wol fass Scheres et al. 1994

94 Rostlina vládne buňkám, ne buňky rostlině

95 Genetická nomenklatura LEAFY, LFY - WT alela genu leafy, lfy mutantní alela genu či fenotyp rostliny LEAFY WT bílkovina leafy mutantní bílkovina

96 TIME Vztah mezi stářím/věkem, pozicí a vývojovým osudem Čas a prostor jsou u rostlin neoddělitelně spojeny homeotic vs. heterochronic mutants

97 7d 7d Ler PSD = exportin trna homologue

99 Herr 2005

100

101 amp1 altered meristem programming1 encodes glutamate carboxypeptidase polypeptide processing signal. oligopeptide prod. Phenotype opposite to psd.

102 Intrinsic timer independent on cell division. Giberellins as general promotors of phase transition support also earlier initiation of adult phase.

103 Shrnutí 1. Vnitrobuněčná informace jen velmi zřídka určuje vývojový osud buňky. Vše nasvědčuje neustálé vnitrobuněčné proměně; ta je spíše důsledkem, než příčinou buněčného osudu Dominantní roli hraje poziční informace Liniová informace přispívá, ale může být zcela přepsána poziční

Podobné dokumenty

Vývojová biologie rostlin. rostliny nejsou zelení živočichové

Vývojová biologie rostlin. rostliny nejsou zelení živočichové Vývojová biologie rostlin rostliny nejsou zelení živočichové Studijní materiál ke zkoušce: Úvod do fyziologie vyšších rostlin Jiří Luštinec a Viktor Žárský Karolinum 2003, kap. 10 ONTOGENEZE (příp. 11