Bi8240 Genetika rostlin

Přírodovědecká fakulta
podzim 2023
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jana Řepková, CSc. (přednášející)
Mgr. Eliška Lukjanová (pomocník)
Garance
prof. RNDr. Jana Řepková, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jana Řepková, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 11:00–12:50 B11/305
Předpoklady
( Ex_3162 Obecná genetika || Imp_9126 Obecná genetika || B1900 Obecná genetika || BMB32 Obecná genetika || B6730 Obecná genetika || B3060 Obecná genetika || Bi3060 Obecná genetika ) && ( Ex_3065 Molekulární biologie || Imp_9115 Molekulární biologie || B3120 Molekulární biologie || B4030 Molekulární biologie || B5740 Molekulární biologie || B6130 Molekulární biologie || B7940 Molekulární biologie || B4020 Molekulární biologie || Bi4020 Molekulární biologie || NOW( Bi4020 Molekulární biologie ))
Dřívější absolvování a zvládnutí požadavků předmětů Obecná genetika a Molekulární biologie je výhodou.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je objasnění genetických a molekulárních aspektů základních procesů vyšších rostlin jako je rozmnožování, determinace pohlaví, samčí sterilita, inkompatibilní systémy, polyploidie, aneuploidie, haploidie, mutace, genetika rezistence k patogenním organizmům nebo evoluce genomů rostlin. Budou prezentovány současné poznatky o genomech modelových rostlin (Arabidopsis thaliana aj.), o rostlinných biotechnologiích, transgenozi rostlin a praktických aplikacích.
Výstupy z učení
Student po absolvování kurzu porozumí genetickým a molekulárním aspektům základních procesů vyšších rostlin jako je rozmnožování, determinace pohlaví, samčí sterilita, inkompatibilní systémy, polyploidie, aneuploidie, haploidie, mutace, genetika rezistence k patogenním organizmům nebo evoluce genomů rostlin. Student vysvětlí nové poznatky o genomech modelových rostlin (Arabidopsis thaliana aj.). Student porozumí moderním oblastem genetiky rostlin - rostlinným biotechnologiím, transgenozi rostlin a jejím praktickým aplikacím (GMO) a molekulárním markerům. Po absolvování předmětu student porozumí hlavním genetickým a molekulárním principům základních procesů vyšších rostlin a možnostem jejich aplikací.
Osnova
  • 1. Evoluční linie rostlin, velikost a struktura rostlinného geonomu, genom jaderný, chloroplastový a mitochondriální, skupiny genů rostlinného genomu. 2. Modelové rostlinné objekty a jejich význam v genetice rostlin a genomice. 3. Regulace genů rostlinného genomu (fytohormony, látky s aktivitou fytohormonů, světlo, délka dne, genetika odpovědi na fytohormony. 4. Rozmnožování rostlin a jeho genetické důsledky. Charakteristika, rozšíření a význam apomiktického rozmnožování. Možnosti introdukce apomixe do kulturních rostlin. 5. Determinace pohlaví - genetická kontrola dvoudomosti a jednodomosti. Chromozomová kontrola determinace pohlaví. 6. Přenos signálů v rostlinné buňce - fotoreceptory a indukce kvetení. Geny kódující regulaci vývoje květů. 7. Inkompatibilní systémy vyšších rostlin - charakteristika inkompatibility rostlin a její význam. Genetická determinace inkompatibility. Molekulární mechanismy inkompatibility. 8. Buněčná smrt - typy buněčné smrti u rostlin. Buněčná smrt v životním cyklu rostlin. Buněčná smrt v průběhu biotických a biotických stresů. 9. Obranné mechanismy a genetické aspekty rezistence rostlin k abiotickým stresovým faktorům - sucho, nízké teploty, zasolení, oxidativní stres, vysoké teploty, nedostatek kyslíku, ozón, toxické ionty v půdě, těžké kovy, mechanické stresy. 10. Obranné mechanismy a genetické aspekty rezistence rostlin k biotickým stresovým faktorům (rostlinné viry, houby, bakterie, hmyzí škůdci). Podstata obrany rostlin vůči hmyzím parazitům a predátorům. 11. Mutace a jejich význam při klonování rostlinných genů. Význam mutageneze rostlin. Výskyt transpozonů a retroelementů u rostlin. 12. Molekulární markery a jejich využití při klonování rostlinných genů. Oblasti aplikace DNA markerů v oblasti studia rostlinných genomů 13. Praktické aspekty vnášení genů do rostlinného genomu, modelové a kulturní druhy. Genetické modifikace rostlin a odolnost k herbicidům, k hmyzím škůdcům, k virům. Změny ve složení olejů, ve složení zásobních proteinů semen a změny ve složení škrobu brambor. Rajčata s prodlouženým dozráváním. Navození pylové sterility. Rýže obohacená o provitamin A. Řepka olejná se zvýšeným obsahem vitaminu E v olejích. Kávovník s bezkofeinovými boby. Odstranění oxidativního stresu. Navození odolnosti vůči dehydrataci a osmotickému stresu. Tvorba protilátek a vakcín rostlinami. Produkce farmakologicky využitelných proteinů rostlinami. Produkce biodegradovatelných polyesterů rostlinami. Produkce fytáz rostlinami. Genetické modifikace ve výživě člověka.
Literatura
    povinná literatura
  • ŘEPKOVÁ, Jana. Genetika rostlin [online]. 1 vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2013 [cit. 2013-08-13]. Elportál. Dostupné z: . ISSN 1802-128X.
    doporučená literatura
  • HUGHES, Monica A. Plant molecular genetics. 1st pub. Essex: Longman, 1996, 236 s. ISBN 0582247306. info
  • Biochemistry & molecular biology of plants. Edited by Bob B. Buchanan - Wilhelm Gruissem - Russell L. Jones. Rockville, Md.: American Society of Plant Physiologists, 2000, xxxix, 136. ISBN 0943088402. info
Výukové metody
Přednáška každý týden. K dispozici jsou prezentace přednášek a texty. Individuální konzultace.
Metody hodnocení
Zkouška: písemný test sestávající z 20 otázek. K úspěšnému složení zkoušky je potřeba alespoň 50% úspěšnost.
Informace učitele
Požadavky na úspěšné ukončení předmětu: znalost veškeré terminologie, pochopit podstaty jednotlivých jevů, být schopen aplikace poznatků při řešení konkrétních úloh z genetik rostlin.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, podzim 2011 - akreditace, jaro 2012 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2024.