Mechanismy podílející se na obranné reakci řepky vůči patogenům a vzniku indukované resistence
Rostliny využívají pro svou obranu proti patogenům řadu mechanismů, jejich účinnost však závisí především na rychlosti, jakou je patogen rozpoznán a na časné aktivaci obranných genů. Podobně jako samotný patogen, mohou stejné obranné reakce rostliny spouštět specifické a nespecifické elicitory a dokonce i induktory chemické povahy. Rostlina po takovém ošetření získá rezistenci (SAR) k následné infekci řadou patogenů. Indukovaná rezistence představuje v současné perspektivní alternativní směr v integrované ochraně rostlin. Předkládaný projekt tematicky navazuje na problematiku řešenou v rámci končícího grantu (522/00/1332), jehož předmětem je charakterizace rostlinných fosfolipas a jejich souvislost s obrannými reakcemi rostliny, která byla studována na modelu suspensní buněčné kultury tabáku. Získané znalosti a osvědčená metodika by mohly být dobře využity při studiu obranných mechanismů řepky (Brassica napus) proti jejímu nejvýznamnějšímu houbovému patogenu Leptosphaeria maculans a porovnány s účinkem elicitorů a chemických induktorů SAR. Detailní studium rozpoznání a mechanismů časné odezvy vyvolané patogenem B.napus a induktory SAR by významně prohloubilo současné znalosti mechanismů účastnících se časné obranné odezvy, zvláště roli fosfolipas v signální trasdukci a významu PR-proteinů při indukované resistenci u řepky.
Úloha mnohočetných forem fosfolipas v obranných reakcích rostlin
Rostliny reagují na napadaní patogeny tvorbou látek, které omezují nebo úplně eliminují rozvoj choroby a často také vyvolávají rezistenci k dalším patogenům v dosud nenapadených částech rostliny (systemická získaná resistence, SAR). Účinnost obranné odezvy rostliny je dána především tím, jakou rychlostí je rostlina schopna reagovat na invazi patogena. Poznání mechanismů účastnících se časné signalizace rostlin při napadení patogeny a ošetření induktory SAR na molekulární úrovni má bezesporu značný význam, například pro možnou ochranu hospodářských plodin. Stále častěji se ukazuje, že fosfolipidy a z nich odvozené molekuly se jako druzí poslové účastní obranných reakcí rostlin. Výsledky současného výzkumu prokazují účast enzymů štěpících fosfolipidy (fosfolipasy C, D a A2) v signálních drahách. Cílem projektu je objasnit úlohu mnohočetných forem fosfolipasy D a C v časných reakcích vedoucích ke spuštění obranné odezvy rostliny a indukované resistenci a určit, na jaké úrovni dráhy tyto isoformy působí. Pro dosažení cíle bude využito modelového organismu Arabidopsis thaliana u něhož je popsán genom. Farmakologickou studií na buněčné suspenzní kultuře zahrnující specifickou inhibici jednotlivých typů fosfolipas a detekci exprese markerových genů PR proteinů bude identifikována úloha fosfolipasy D resp. C. Studium T-DNA mutantních linií rostlin pak umožní odhalit úlohu četných isoforem obou enzymů v procesech vedoucích k produkci PR-proteinů a ustavení systémové resistence
Úloha rostlinného fosfolipidového-cytoskeletálního signálního systému během toxického působení hliníku
Hliník (Al) je vysoce toxický kov pro rostliny i živočichy. Následkem jeho toxického působení je významný pokles produkce zemědělských plodin na celém světě. Molekulární základ toxicity Al v rostlinách je přes intenzivní výzkum stále neznámý. Rostlinný cytoskelet je velmi citlivý na toxické působení Al. Bylo dále popsáno, že Al ovlivňuje aktivitu fosfolipáz v rostlinných buňkách. V živočišných buňkách hrají fosfolipázy významnou úlohu v regulaci dynamiky cytoskeletu. Informace o roli signalizace mezi fosfolipázami a cytoskeletem během působení Al v rostlinných buňkách však chybí. První část projektu bude zaměřena na výzkum vlivu Al na aktivity fosfolipáz a vliv jejich inhibitorů a lipidových mediátorů na organizaci cytoskeletu v tabákových buňkách. Druhá část projektu se bude zabývat nepřímými a přímými interakcemi fosfolipáz s cytoskeletem a rolí těchto interakcí během toxickéhu působení Al.