Po telefonické či e-mailové domluvě je možno níže uvedená téma přizpůsobit potřebám školy a studenta.
Polyaminy a jejich úloha při abiotickém stresu rostlin
Školitel: RNDr. Petr Soudek, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK
kontakt: soudek@ueb.cas.cz, tel: 233 022 224
Diamin putrescin (Put), triamin spermidin (Spd) a tetramin spermin (Spm) jsou hlavní polyaminy (PAs) nalezené ve všech živých buňkách. Jsou to alifatické dusíkaté sloučeniny, pozitivně nabité při fyziologickém pH. Jejich vlastnostiumožňují PAs interagovat s negativne nabitými makromolekulami jako jsou DNA a RNA, proteiny a fosfolipidy a díky tomu se účastní regulace fyzikálních a chemických vlastností membrán, struktury nukleových kyselin a funkce a modulace enzymových aktivit. Polyaminy jsou účastny v širokém spektru regulačních procesů jako jsou podpora růstu, dělení buněk, replikace DNA a diferenciace buněk. V posledních letech vzrůstá zájem o studium účasti PAs při obranných reakcích rostlin proti různým environmentálním stresům. Je obecně známo, že všechny typy abiotického stresu indukují oxidativní stres. V posledních letech byly PAs testovány jako antioxidanty v některých environmentálních nepříznivých podmínkách, ale jejich jasná role jako antioxidantů je stále předmětem debat.
Cílem práce (rešerše) je vyhledat a přehledně shrnout publikované údaje o:
- polyaminech
- jejich úloze při různých typech abiotickém stresu
Studium a využití metabolismu
rostlin pro degradaci organických xenobiotik
Školitel: RNDr. Petr Soudek, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK
kontakt: soudek@ueb.cas.cz, tel: 233 022 224
Rostliny produkují mnoho komplexních a občas bizardních sekundárních metabolitů, které mohou podporovat specifické mikrobiální populace. Z předchozích remediací vody a půdy je známo, že mikrobiální populace se nezřídka výrazně podílí na přeměně nutrietů, metabolické degradaci nebo příjmu a sekvestraci kontaminantů. Rostliny poskytují mikroorganismům důležitou podporu a je to obvykle asociace rostlin s mikroorganismy, která je základem efektivních fytotechnologií. Chceme vyhledat vhodné páry ze sloučenin obsažených v jedovatých rostlinách a strukturních homologů problematických polutantů. Předpokládáme, že jedinečná mikrobiální společenstva žijící v přítomnosti jedovatých rostlin budou mít mechanismus (nebo enzymatický aparát) pro degradaci s mnohem vyšší účinností a rychlostí, využitelný pro remediaci párových polutantů. Jedním z příkladů párování, který bude v projektu využit, je jedovatý sekundární metabolit kumarin z komonice lékařské (Melilotus officinalis) a polutant naftalén. Výsledkem použití komonice pro odstranění sloučenin naftalénu z kontaminované půdy bylo zvýšení rychlosti odstranění polutantu. Použití samotného kumarinu (bez rostlin) stimulovalo odstranění polutantu jen velmi nepatrně. Z toho plyne, že asociace mikroorganismů s rostlinami je klíčovou pro zvýšení rychlosti degradace homologních polutantů. Druhým příkladem je reveň dlanitá (Rheum palmatum), která produkuje ve svých oddéncích řadu antrachinonových derivátů jako např. rhein, rheum-emodin, chrysofanol aj. Bylo ověřeno, že má schopnost degradovat antrachinon sulfonové kyseliny, které jsou odpadními meziprodukty při výrobě barviv. Využití poznatků chemické ekologie k identifikaci rostlinných druhů vhodných pro efektivnější aplikace fytotechnologií by mělo poskytnout nové možnosti při řešení problémů s kontaminací vody a půdy, kterým čelíme po celém světě.
Thorium - jeho vliv na růst a
vývoj rostlin
Školitel: RNDr. Petr Soudek, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK
kontakt: soudek@ueb.cas.cz, tel: 233 022 224
Thorium nachází v současnosti hlavní využití v jaderné energetice jako potenciální zdroj štěpného materiálu. Samotný nuklid 232Th je α-zářič a nemůže se proto zapojit do spontánní štěpné reakce. Při záchytu neutronů se však může přeměnit na 233U, který je výborným jaderným palivem a silným zdrojem neutronů. Thorium se vyskytuje v přírodě přibližně třikrát častěji než uran, proto je pochopitelně značně lákavé využít jej v energetice.
Remediace „nových“ xenobiotik z
komunálních odpadních vod
Školitel: RNDr. Petr Soudek, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK
kontakt: soudek@ueb.cas.cz, tel: 233 022 224
Pojmem „nové“ xenobiotikum označuje antropogenní kontaminanty, které jsou uvolňovány do životního prostředí řádově desítky let, nicméně o jejich osud a působení na přírodu se lidé začali zajímat relativně nedávno. Do této skupiny patří již řadu let například PCB, perzistentní organické polutanty (POP) a celá řada dalších organických pesticidů. V poslední době k nim přibyly i polybromované retardátory hoření (BFR), přípravky pro osobní hygienu, detergenty a farmaka.
Fyziologické změny v rostlinách v
přítomnosti uranylových iontů
Školitel: RNDr. Petr Soudek, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc., Katedra fyzikální a makromolekulární chemie PřF UK
kontakt: soudek@ueb.cas.cz, tel: 233 022 224
Lidská činnost je významným zdrojem
radionuklidů v životním prostředí (těžba a zpracování uranových rud, provoz
jaderných elektráren, spalování uhlí, fosfátová hnojiva, testování
nukleárních zbraní a v neposlední řadě jaderné havárie). Pro svoji toxicitu
představují radionuklidy v životním prostředí velké riziko a to i kvůli
jejich možnému šíření potravním řetězcem. Proto hledáme způsoby, jak tuto
kontaminaci co nejšetrněji z prostředí odstranit. Jedním ze šetrných způsobů
je použití fytoremediačních metod. Ty využívají různých mechanismů rostlin,
jež mění chemické složení zeminy, na které rostou. Rostliny přijímají z
okolního prostředí živiny a další látky, včetně radionuklidů, a ty pak mohou
hromadit ve svých orgánech. V podstatě lze pak rostliny použít k čištění
kontaminovaných půd, povrchových i podzemních vod a sedimentů.
Práce se bude zabývat studiem akumulace uranu
hydroponicky pěstovanými rostlinami. Bude sledováno množství akumulovaného
uranu, jeho translokace v rostlinách a vliv uranu na fyziologické a
biochemické pochody v rostlinách..