Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

Podobné dokumenty
MBR ) Reprodukce rostlin. a) Indukce kvetení. b) Vývoj květu - stručná morfologie. c) Genetická a molekulární analýza vývoje květu

MBR ) Reprodukce rostlin. a) Indukce kvetení. b) Vývoj květu - stručná morfologie. c) Genetická a molekulární analýza vývoje květu

Životní cyklus rostliny. a) Indukce kvetení. b) Vývoj květu - stručná morfologie. c) Genetická a molekulární analýza vývoje květu. a) Indukce kvetení

2) Reprodukce rostlin

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

Detlef Weigel ( )

3) Role světla a fytochromů ve vývoji a růstu rostlin

7) Dormance a klíčení semen

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

RVR ) Vývoj květu a kontrola kvetení. d) Vznik gamet e) Mutace ve vývoji gametofytu f) Opylení, oplodnění

Genetika pohlaví genetická determinace pohlaví

Univerzita Palackého v Olomouci. Bakalářská práce

MBR ) Reprodukce rostlin. d) Vznik gamet e) Mutace ve vývoji gametofytu f) Opylení, oplodnění

Přechod rostliny do generativní fáze. Fotomorfogeneze, fotoperiodismus, vernalizace, regulace kvetení, vývoj květu

P1 AA BB CC DD ee ff gg hh x P2 aa bb cc dd EE FF GG HH Aa Bb Cc Dd Ee Ff Gg Hh

2) Reprodukce rostlin

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Dostupnost živin jako faktor utvářející morfologii kořenů (trofomorfogeneze) Vliv dusíkatých látek, fosfátů, síranů a iontů železa

7. Regulace genové exprese, diferenciace buněk a epigenetika

2012/2013. Fyziologie rostlin: MB130P14, kolektiv přednášejících Albrechtová a kol.

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN

RŮST A VÝVOJ. Diferenciace rozlišování meristematických buněk na buňky specializované

MECHANIZMY EPIGENETICKÝCH PROCESŮ

Laboratoř růstových regulátorů Miroslav Strnad. ové kultury. Olomouc. Univerzita Palackého & Ústav experimentální botaniky AV CR

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Mendelova genetika v příkladech. Transgenoze rostlin. Ing. Petra VESELÁ, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno

DUM č. 3 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

MBR ) Reprodukce rostlin. d) Vznik gamet e) Mutace ve vývoji gametofytu f) Opylení, oplodnění

d) Vznik gamet e) Mutace ve vývoji gametofytu f) Opylení, oplodnění

2) Reprodukce rostlin

EPIGENETIKA reverzibilních změn funkce genů, Epigenetické faktory ovlivňují fenotyp bez změny genotypu. Epigenetická

Rich Jorgensen a kolegové vložili gen produkující pigment do petunií (použili silný promotor)

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Epigenetické mechanismy u rostlin

4) Interakce auxinů a světla ve vývoji a růstu rostlin

9) Fotomorfogeneze RVR. Schäfer E, Nagy F (eds) (2006) Photomorphogenesis in Plants and Bacteria, 3rd ed., Springer

12. ONTOGENEZE II : KVETENÍ, FOTOPERIODISMUS

Rekapitulace. Rostlina vládne buňkám, ne(jen) buňky rostlině.

Úloha genu COP1 v rostlinné fotomorfogenezi a tumorogenezi u živočichů

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

RIGORÓZNÍ OTÁZKY - BIOLOGIE ČLOVĚKA

Rostlinné hormony brasinosteroidy a jejich úloha ve vývoji a růstu rostlin

Apoptóza Onkogeny. Srbová Martina

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

MFPSB 1. b) Úloha COP1 ve fotomorfogenezi rostlin c) COP1 a tumorogeneze

Dědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování

6) Interakce auxinů a světla ve vývoji a růstu rostlin

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

Vztah genotyp fenotyp

1) Úloha světla a fytochromů ve vývoji a růstu rostlin

Genetická kontrola prenatáln. lního vývoje

Růst a vývoj rostlin - praktikum MB130C78

Základy genetiky 2a. Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra

Příběh pátý: Auxinová signalisace

Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie DNA RNA proteinu transkripce DNA mrna translace proteosyntéza

2) Reprodukce rostlin

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

Struktura a funkce biomakromolekul

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

RŮST = nevratné přibývání hmoty či velikosti rostliny spojené s fyziologickými pochody v buňkách

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

Semenné sady systém reprodukce a efektivita

Rostlinné hormony brasinosteroidy a jejich úloha ve vývoji a růstu rostlin

Chromatin. Struktura a modifikace chromatinu. Chromatinové domény

4) Role světla a fytochromů ve vývoji a růstu rostlin

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií

11. Období dospělosti vznik další generaci sporofytu redukčně dělí megaspory mikrospory megagametofyty mikrogametofyty gametofyty gametám stárnutí

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Regulace růstu a vývoje

MENDELOVSKÁ DĚDIČNOST

Genová etiologie nemocí

TUBULIN-FOLDING COFACTOR A (TFC A) u Arabidopsis

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

Základní pojmy obecné genetiky, kvalitativní a kvantitativní znaky, vztahy mezi geny

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Signalizace a komunikace. Rostlinná cytologie - signalizace, Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 7. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se růstem a rozmnožováním kvetoucích rostlin. Materiál je plně funkční

2) Reprodukce rostlin

INTRACELULÁRNÍ SIGNALIZACE II

Molekulární mechanismy diferenciace a programované buněčné smrti - vztah k patologickým procesům buněk. Aleš Hampl

Anatomie, histologie a embryologie

3) Role světla a fytochromů ve vývoji a růstu rostlin

Deoxyribonukleová kyselina (DNA)

Chromosomy a karyotyp člověka

13. ONTOGENEZE III.: REPRODUKCE

Dědičnost pohlaví a znaků s pohlavím souvisejících

4) Reprodukce rostlin

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍ RADIACE NA INDUKCI FOTOSYNTÉZY TERMOOPTICKÝ JEV

Těsně před infarktem. Jak předpovědět infarkt pomocí informatických metod. Jan Kalina, Marie Tomečková

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Příběh šestý: Co mají společného signální dráhy?

Obecná a srovnávací odontologie. Vývojové souvislosti 1: vznik a vývoj zubu jako produkt genetických regulačních kaskád, odontogenní regulační kód

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Transkript:

Bi8240 GENETIKA ROSTLIN Prezentace 02 Reprodukční vývoj Indukce kvetení doc. RNDr. Jana Řepková, CSc. repkova@sci.muni.cz

1. Indukce kvetení a tvorba květů 2. Tvorba reprodukčních orgánů a gamet 3. Opylení, oplození a embryogeneze 4. Klíčení zárodku a vegetativní vývoj 5. Generativní vývoj Reprodukční vývoj rostlin

Indukce kvetení Přenos signálu zprostředkovaného světlem Arabidopsis thaliana Dlouhý den 16 hod. fotoperioda 9 listů/23 dní do kvetení Krátký den 29 listů/47 dní do kvetení

Morfologická podstata indukce kvetení Přeměna vegetativního meristému v meristém květenství

Fáze přechodu do generativního stavu 1. Přepnutí z neorganizovaného vegetativního růstu do organizovaného generativního růstu. Nastartování dalších změn. 2. Přeměna vegetativního meristému v meristém květenství. 3. Přeměna meristému květenství v květní meristém. Tvorba prekurzorů květních orgánů a jejich diferenciace. 4. Funkční fáze, zrání reprodukčních orgánů, opylení a oplození.

Geny kódující regulaci vývoje květů 1. Geny regulující přechod z vegetativního růstu do generativního 2. Geny podmiňující zakládání meristémů květenství 3. Geny regulující tvorbu a identitu květních orgánů 4. Geny regulující růst květních orgánů a jejich zrání

Geny reglující přechod z vegetativního stavu do generativního Exprese CO a AP2 transkripční faktor Krátký den exprese CO

1. Autonomní dráha Identifikováno více než 80 lokusů, které řídí dobu do kvetení. Klonované geny: FLC FLOWERING LOCUS C supresor kvetení pozdní kvetení Geny aktivátory rané kvetení FCA FLK FLOWERING LOCUS KH DOMAIN FLM FLOWERING LOCUS M LD LUMINIDEPENDENS FY, FPA FLD FLOWERING LOCUS D

2. Vernalizační dráha FRI FRIGIDA pozdní kvetení, regulace kvetení podle chladového působení Genotyp rostlin FRI Vliv vernalizace chladového působení Geny VRN1, VRN2, VIN3 VERNALIZATION1, 2 VERNALIZATION INSENSITIVE3 Vernalizace mimo jiné způsobuje metylaci cytosinů histonu H3, aktivace exprese dalších genů ovlivňujících kvetení.

Mechanizmus regulace FLC COLD INDUCED LONG ANTISENS INTRAGENIC RNA COLD ASSISTED INTRONIC NONCODING RNA (10 dní od začátku vernalizace)

3. Délka dne - fotoperioda Signály zprostředkované světlem (fotoreceptory) 1. Fytochromy: PHYA, PHYB, PHYC, PHYD, PHYE 600 700 nm, červené a dlouhé červené světlo 2. Kryprochromy: CRY2, CRY2 400 500 nm, modré a UV světlo 3. Fototropiny: PHOT1, PHOT2 modré světlo, UV-A 4. Fotoreceptory pro UV-B spektrum světla neidentifikované

Struktura a funkce fytochromů Tetrapyrolový chromofor = pigmentoproteinový komplex 2 stejné polypeptidy 120-127 kd 2 kinázové domény na C konci Absorpční spektra Reverzibilní změny při fytochromové aktivitě

Funkce genů pro fytochromy Geny PHYA a PHYB regulují dobu do kvetení Mutant phyb je raně kvetoucí PHYB zpožduje kvetení. PHYA urychluje kvetení prostřednictvím světelných signálů

Klasifikace fotoreceptorů A. thaliana a jejich funkce Vnější signál světlo Fotoreceptory Pozitivní a negativní regulace morfogeneze světlem Geny pro pozitivní regulaci Promotory mají motivy LRE (light regulatory elements) Geny pro negativní regulaci fotomorfogeneze COP CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC DET DE/ETHIOLATED FUS FUSCA Klíčová složka fytochromové signalizační kaskády Current Opinion in Plant Biology 2003, 6, 446 452

Regulace genu CONSTANS Krátký den Dlouhý den GIGANTEA Regulace transkripce CO DAY NEUTRAL FLOWERING FLAVIN BINDING, KELCH REPEAT, F-BOX1 CYCLING D OF FACTOR1 Supresor CO Posttranskripční regulace CO

4. Kontrola růstovými hormony Kyselina giberelová (GA), cytokininy aktivují kvetení GA1 GA REQUIRING1 aktivátor rané kvetení v podmínkách krátkého dne GA je limitující pro kvetení v podmínkách krátkého dne Mutanti ga1 3 deficientní, v podmínkách dlouhého dne kvete stejně jako standard, nekvete za krátkého dne GID1A, GID1B, GID1C aktivátor GAI GA INSENSITIVE supresor GNC, GNL supresory

Molekulární mechanizmy regulace indukce kvetení Geny zeleně Proteiny žlutě Cellular and Molecular Life Sciences 2011, 68, p. 2013 237

Geny podmiňující tvorbu meristémů květenství LFY (LEAFY) blokuje vegetativní růst a zakládání listových primordií Mutantní fenotyp: částečná přeměna květních meristémů v listy, bohaté květenství. Květy zelené TFL (TERMINAL FLOWER) zachování meristému květenství Mutantní fenotyp: přeměna meristému květenství v květní meristém

leafy Exprese 35S::LFY

AP1 (APETALA1) 1. Zakládání květních meristémů 2. Přeměna květních primordií v determinované struktury Mutantní fenotyp: tvorba axilárních květů homeotická přeměna sepal v listy Mutace ap1 (i ap2) zvyšují fenotyp lfy LFY + AP1 + TFL rané funkce ve specializaci květního meristému

Geny regulující tvorbu a identitu květních orgánů AP1, AP2 Mutantní fenotyp: homeotická přeměna sepal v listy a petal v tyčinky AP3 Mutantní fenotyp: homeotická přeměna petal a tyčinek PI PISTILLATA Mutantní fenotyp: homeotická přeměna petal a tyčinek AG AGAMOUS Mutantní fenotyp: homeotická přeměna tyčinek a pestíků Vliv na strukturu květ. orgánů vždy ve 2 květních kruzích SUP SUPERMAN

MCM1 kvasinek Agamous rostlin Deficiens rostlin SRF savčí Časová a prostorová regulace genové exprese během vývoje květu

Homeostaze vývoje květů Prostorová regulace genové exprese během vývoje květů ABC model Exprese genů ve dvou sousedních kruzích 1.Exprese genů B je nezávislá na genech A, C 2. Fenotypy mutantů bez funkčních genů C mají zvýšenou funkci genů A a naopak. Geny A a geny C fungují antagonisticky.

Antagonismus mezi geny A a C agamous AP2 PI AG apetala2 Revize modelu ABC 1. SUP negativní regulátor funkce genů B (PI, AP3). Expanduje tvorba tyčinek do 4. kruhu. Epigenetická regulace hypermetylace SUP = mutace sup 2. Neznámý gen X skupina A pistilata apetala3

Podobné geny se podílejí na tvorbě zcela odlišných květů Arabidopsis thaliana x Antirrhinum majus

Geny regulující růst květních orgánů a jejich zrání Geny kódující samičí gametofyt Zakládání a vývoj vajíček 12 lokusů, regulace buněčné diferenciace ANT AINTEGUMENTA BEL1 BELL1 ATS ABERRANT TESTA SHAPE Megasporogeneze MAC1 meióza probíhá jen u 1 mateřské buňky megaspóry

Pozdější fáze SIN1 SHORT INTEGUMENTS1 Megagametogeneze Determinace tvorby zralého embryonálního vaku identifikace řady mutantů Mutace fem2 zastavení vývoje ve stadiu jedné buňky Mutace gfa centrální jádra nesplývají Oplození SIN1 normální průběh embryogeneze

Geny kódující samčí gametofyt Mikrosporogeneze a mikrogametogeneze APT ABORTIVE POLLEN DEVELOPMENT AT ANTHERLESS

CMS a geny pro obnovu fertility 150 druhů rostlin kukuřice, slunečnice, rýže, petúnie, fazol Geny pro CMS mitochondriální genom, CMS-T systém u kukuřice, gen T-urf13, protein URF-13 Geny obnovy Rf1, Rf2 jaderný genom, dominantní alely redukce proteinu URF-13 (tvoří aldehydy toxické pro mitochondrie) Rf2 tvorba alkoholdehydrogenázy odstraňuje toxické látky

CMS a geny pro obnovu fertility

Výukovou pomůcku zpracovalo Servisní středisko pro e-learning na MU http://is.muni.cz/stech/