Bi8290 Evoluční vývojová biologie rostlin

Přírodovědecká fakulta
jaro 2009
Rozsah
2/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
RNDr. Jitka Žlůvová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Boris Vyskot, DrSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Jitka Žlůvová, Ph.D.
Předpoklady
B4020 Molekulární biologie || Bi4020 Molekulární biologie
Základní znalosti molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na konci tohoto kurzu bude student schopen:
1. porozumět a vysvětlit základní principy vztahu evoluce a vývoje u vyšších rostlin;
2. nalézat nové evolučně-vývojové otázky;
3. formulovat odůvodněné hypotézy vztahu evoluce a vývoje u příkladů vybraných samotnými studenty.
Osnova
  • 1. Úvod do tvorby fylogenetických stromů. Definice pojmů, druhy hodnotitelných parametrů, problémy při hodnocení parametrů (konvergence, paralelismus) na morfologické i molekulární úrovni, algoritmy tvorby fylogenetických stromů a jejich úskalí, konstrukce superstromů, fylogenetické stromy jako nástroj k odhalení evolučních vztahů mezi geny.
  • 2. Fylogenetické stromy v praxi. Tree of life – pozice jednotlivých čeledí a druhů umožní identifikaci evolučně nejstarších zástupců jednotlivých skupin, nástroje ve zkoumání vlivu evoluce genů na evoluci forem, evoluce genů a genových rodin (zvláště MADS, KNOX).
  • 3. Hlavní body v evoluci rostlinného vývoje. Hlavní evoluční změny a jejich vztah k fylogenezi (apikální růst, tvorba cévních svazků jako předpoklad vyššího vzrůstu, tvorba kořenů, tvorba listů, tvorba květů), mechanismy působící v evoluci (heterotopie, heterochronie, heterometrie, heterotypie).
  • 4. Vývoj a evoluce vajíček. Teorie vzniku vajíček včetně paleontologického pohledu, přítomnost genu BELL1 u rostlin, která vajíčka netvoří, aneb odkud se tento gen vzal, evoluční modifikace vývoje vajíček – redukce počtu integumentů a jeho vztah k expresi genu INNER NO OUTER (analýza exprese u druhů rodu netýkavka).
  • 5. Dvojité oplození, tvorba endospermu a embryogeneze. Evoluce různých typů oplození, růst pylové láčky a oplození – stručný přehled známých genů a mechanismů jejich působení, fylogenetický pohled na různé typy autoinkompatibility aneb otázky paralelismu a konvergence, teorie vzniku dvojího oplození, zárodečný vak a oplození u bazálních krytosemenných rostlin - čtyřjaderný zárodečný vak s haploidní centrální buňkou.
  • 6. Tvorba gynecea, plodu a semene. Teorie vzniku gynecea a plodu, výhody tvorby plodu a semene, Archaefructus jako nejstarší známá rostlina schopná tvořit plody?, geny podílející se na fúzi plodolistů u huseníčku, přítomnost těchto genů u primitivních krytosemenných rostlin, které nemají fúzované plodolisty aneb odkud se tyto geny vzaly, archeologick-evolučně-vývojový pohled na tvorbu semen u kulturních plodin.
  • 7. Vegetativní a květní apikální meristem. Řízení tvorby vegetativního apikálního meristemu (huseníček jako model, přítomnost genů KNOX u kapradin aneb odkud se tyto geny vzaly, evoluční inovace ve tvorbě apikálního meristemu – Streptocarpus, Kalanchoe), kořenový meristem – rozdíly a paralely s apikálním meristemem, kambium a polyfyletický původ dřevin.
  • 8. Tvorba listů. Polyfyletický původ listů suchozemských rostlin, tvorba složených listů, aneb jak znovu využít to, co již existuje a používá se k jiným účelům (geny rodiny KNOX a gen LEAFY – příklady konvergence a paralelismu, gen PHANTASTICA – tvorba dlanitě složených listů), hypotézy monofyletického a polyfyletického původu složených listů.
  • 9. Tvorba květu. Teorie vzniku hermafroditních květů a možnosti testování těchto teorií, vznik cizosprašnosti a dvoudomosti.
  • 10. Homeotické květní geny. ABC(D)E model u huseníčku a hledíku, homeotické květní geny u nahosemenných aneb odkud se tyto geny vzaly, evoluce MADS boxových homeotických genů, modifikace ABC modelu u dalších druhů rostlin.
  • 11. Evoluční inovace v tvorbě květů. Květní symetrie (hledík jako model souměrných květů, TCP geny jako silné supresory), počet květních orgánů, tvorba nektarií, tvorba květenství.
Literatura
  • Textbook is under construction - Učebnice je v přípravě.
  • VYSKOT, Boris. Přehled vývojové biologie a genetiky. Praha: Ústav molekulární genetiky AV ČR, 1999, 241 s. ISBN 80-902588-1-6. info
Metody hodnocení
Používané výukové metody - přednášky, diskuse v hodině
Zkouška - studenti si mohou vybrat mezi:
1. vypracováním písemné práce, jejíž obsah budou následně při zkoušce diskutovat
2. klasickou ústní zkouškou
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008, jaro 2010.