Laboratoř hormonálních regulací u rostlin
O nás
Jsme středně velká laboratoř deseti vědeckých pracovníků a měnícího se počtu postdoktorandů, doktorandů a studentů magisterského a bakalářského studia. Zabýváme se mechanismy regulace hladin rostlinných hormonů, zejména auxinů a cytokininů, a jejich úlohou v růstu a vývoji rostlin.
K výzkumu používáme celé rostliny, buněčné suspenze a tkáňové kultury, včetně transgenních, které exprimují geny podílející se na metabolizmu, transportu a přenosu signálů auxinů a cytokininů. Využíváme postupů matematického modelování, věnujeme pozornost vývoji nových metod analýzy fytohormonů a hledáme potenciální aplikace výsledků pro zvýšení produktivity vybraných zemědělských plodin.
Pravidelně organizujeme mezinárodní sympozium Auxins and Cytokinins in Plant Development (ACPD, Auxiny a cytokininy ve vývoji rostlin). Poslední ACPD se konalo v roce 2018 a to příští plánujeme na rok 2022.
Skupina transportu auxinů (vedoucí: Jan Petrášek)
Zabýváme se molekulárním mechanizmem polárního transportu auxinu a regulací intracelulární homeostáze auxinu metabolickými a transportními procesy.
Rostlinný hormon auxin je klíčovým regulátorem mnoha vývojových procesů u rostlin. Hraje zásadní úlohu v regulaci prostorových a časových aspektů růstu rostlin a přispívá tak ke koordinaci a integraci jejich vývoje. Na rozdíl od ostatních rostlinných růstových regulátorů (tzv. rostlinných hormonů) se však auxin vyznačuje tím, že jeho molekuly jsou v některých pletivech transportovány na delší vzdálenost a jejich transport je polární.
Mechanizmus tohoto tzv. polárního transportu auxinu je velmi komplexní, regulovaný na více úrovních, a ústí v tvorbu tzv. auxinových gradientů (auxinových maxim) v rostlině. Na vytváření auxinových gradientů se podílejí také mechanizmy regulující vnitrobuněčnou homeostázi auxinu, sestávající z transportu auxinu přes intracelulární membrány a z procesů metabolických. Více… (EN)
Skupina metabolismu a fyziologických účinků cytokininů (vedoucí: Václav Motyka)
Zabýváme se výzkumem cytokininů, tj. rostlinných hormonů, které se v kooperaci s dalším fytohormonem auxinem podílejí na regulaci dělení a diferenciace buněk, čímž výrazně zasahují do řízení růstu a vývoje rostlin.
Hladiny bioaktivních cytokininů v rostlinách jsou regulovány na různých úrovních a různými mechanizmy. Hlavním předmětem naší práce je pochopení nejrůznějších aspektů biosyntézy, metabolických přeměn, inaktivace, tvorby zásobních forem, degradace a transportu cytokininů. Naším cílem je také poznání fyziologických funkcí v rostlinách vykonávaných jak samotnými cytokininy, tak v kombinaci s ostatními rostlinnými hormony. Více… (EN)
Skupina úlohy fytohomonů v interakci s prostředím (vedoucí: Radka Vaňková)
Věnujeme se studiu obranných mechanismů rostlin s cílem přispět ke stanovení strategie zvýšení jejich obranyschopnosti.
Rostliny jsou během svého růstu a vývoje nepřetržitě vystaveny vlivům okolního prostředí. Vzhledem k přisedlému způsobu života se musí velmi dynamicky vypořádat s působením abiotických (sucho, extrémní teploty, vysoká intenzita světla) i biotických stresů (napadení hmyzími škůdci nebo patogeny).
Vývoj rostlin i jejich interakce s prostředím jsou regulovány rostlinnými hormony. Hormony zprostředkují jak rychlé odezvy rostlin, např. uzavírání průduchů při nedostatku vody, tak dlouhodobé reakce spojené s modulací růstu a vývoje. Ukazuje se, že v závislosti na síle a době trvání stresu hrají při obraně rostlin důležitou roli nejen stresové hormony, zejména kyselina abscisová, ale i cytokininz a auxiny. Cílem naší práce je charakterizace úlohy jednotlivých rostlinných hormonů a jejich vzájemných interakcí při odezvě na abiotické a biotické stresy. Více… (EN)
Skupina matematického modelování (vedoucí: Klára Hoyerová)
Zabýváme se matematickým modelováním toku auxinu na úrovni buňky a tvorbou modelu metabolických přeměn cytokininů.
Matematické modelování dnes patří mezi progresivní vědní oblasti. Nárůst množství dostupných dat popisujících biologické děje vyvolává potřebu jejich hlubší analýzy a překračuje možnosti statistického zpracování. V naší laboratoři se vyprofilovala samostatná skupina matematického modelování, která se věnuje, v návaznosti na zaměření celé laboratoře, dvěma tematickým celkům: konstrukci matematického modelu toku auxinu na úrovni buňky a tvorbě modelu metabolických přeměn cytokininů. Více... (EN)
Analytická jednotka (vedoucí: Petr Dobrev)
Analytická jednotka naší laboratoře se zabývá zdokonalováním existujících a vývojem nových analytických metod, včetně čištění, stanovení a metabolického profilování rostlinných hormonů a některých dalších bio-aktivních látek rostlinného původu. Podobně jako v jiných oblastech výzkumu je pokrok poznání hormonálních regulací růstu a vývoje rostlin závislý na zdokonalení existujících a vývoji nových metod výzkumu. Pro tento účel byla v naší laboratoři zřízena samostatná analytická jednotka, která se věnuje zejména rozvoji moderních metod identifikace a kvantifikace rostlinných hormonů, jakož i sledování dynamiky jejich biosyntézy a metabolických přeměn. Více… (EN)
Pracovníci
vedoucí skupinyvědecký pracovník
- RNDr. Jan Petrášek Ph.D.
vedoucí vědecký pracovník
- Ing. Miroslav Kamínek CSc.
- Ing. Václav Motyka CSc.
- RNDr. Radomíra Vanková CSc.
- Prof. RNDr. Eva Zažímalová CSc.
vědecký pracovník
- Ing. Petre I. Dobrev CSc.
- Bc. Ing. Klára Hoyerová PhD.
- Ing. Kateřina Malínská PhD.
- Ing. Karel Müller PhD.
- Dr.rer.nat. Kamil Růžička
vědecký asistent
- Mgr. Sylva Přerostová
odborný pracovník
- Bc. Jiří Danko
- Mgr. Nikola Drážná
- Ing. Roberta Filepová
- Mgr. Markéta Fílová
- RNDr. Alena Gaudinová
- Bc. Vojtěch Knirsch
- Eva Kobzová
- Marie Korecká
- Mgr. Roman Skokan
- Mgr. Zuzana Vondrakova
postdoktorand
- Ing. Milada Čovanová PhD.
- RNDr. Adriana Jelínková PhD.
- Mgr. Petr Klíma Ph.D.
- RNDr. Martina Laňková PhD.
- Dr.nat.techn. Katarzyna Retzer
doktorand
- Petr Hošek Ph.D.
- Mgr. Barbara Kramná
- Ing Jozef Lacek
- Ing. Eva Pokorná Ph.D.
student
- Ing. Karolína Holečková
laborant
Výzkumné projekty
- Physiological, biochemical, molecular and phylogenic characterization of metabolic pathways and mechanisms of cytokinin down-regulation in plants , GA ČR , Václav Motyka
- Anatomical and physiological constraints as key factors governing plant vegetative regeneration from roots , GA ČR , Václav Motyka
- Inactivation of cytokinin-type phytohormones via N- and O-glucosylation – phylogeny and significance in evolution of hormonal homeostatic mechanisms , GA ČR , Václav Motyka
- Auxin transport and cytoskeleton in the morphogenesis of plant cells , GA ČR , Jan Petrášek
- Auxinové herbicidy: vývoj herbicidů se změněnou účinností nebo pozměněnou druhovou selektivitou , TA ČR , Petr Skůpa
- Propojení proteomických a genomických přístupů při objasňování evolučních procesů napříč rostlinnou říší s důrazem na rodinu cytokininů , GA ČR , Václav Motyka
- Funkce cytokininů a polyaminů při odezvě na teplotní stres a při zvyšování termotolerance rostlin tabáku a Arabidopsis , GA ČR , Radomíra Vanková
- Alternativní dráhy regulující intra- a extracelulární koncentrace a aktivity isoprenoidních cytokininů v rostlinách , GA AV , Václav Motyka
- Úloha genové rodiny AUX/LAX při přenosu auxinu do rostlinné buňky. , GA AV , Klára Hoyerová
Publikace
2019
- INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES 20 909 2019 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
- PLANT SIGNALLING & BEHAVIOR 14 e1592641/1-3 2019 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
- HORTICULTURAE 5 9 2019 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
- FRONTIERS IN PLANT SCIENCE 10 118 2019 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
- STEROIDS 11 3153 2019 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
2018
- NEW PHYTOLOGIST 217 1625-1639 2018
- PROTOPLASMA 37(5) 809-818 2018 (External fulltext)
- BMC GENOMICS 19 874 2018
- JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY 69 441-454 2018 Fulltext: PDF link pouze na intranetu
- JOURNAL OF PLANT GROWTH REGULATION 37 403-418 2018 Fulltext: PDF link pouze na intranetu