DR. HELÉNE ROBERT-BOISIVON

Projekt: EmbryoAuxinPro - Objasnění regulace lokální produkce auxinu v Arabidopsis: spouštěcí mechanismus pro formování embrya

Školitel: Prof. Mgr. Jiří Friml, Ph.D., Dr. rer. nat.

Hostitelská instituce: Výzkumná skupina Vývojová a buněčná biologie rostlin - Mendelovo centrum genomiky a proteomiky rostlin, CEITEC MU 

Země původu: Francie

Předchozí působiště: Belgie, Nizozemí

Délka projektu: 36 měsíců

Panel: Živé vědy 

Abstrakt: 

Světová zásoba potravin je založena převážně na obilninách, zrninách a zelenině, jejichž produkce závisí především na pohlavním rozmnožování rostlin. Vývoj semen je citlivý na jakékoli změny vnějšího prostředí. Kromě vlivu globálních změn klimatu na produkci zemědělských plodin, rovněž rychle rostoucí lidská populace (9,2 miliard v roce 2050) vyžadují zdvojnásobení rostlinné produkce na stejné výměře zemědělské půdy. Nejen potřeba zvýšení polního výnosu nýbrž také nutriční kvalita látek obsažených v semenech plodin jsou důležitými atributy pro udržení kvality potravin.

Proto výzkum v oblasti základních aspektů vývoje semen je klíčovým pro poznání procesů obsažených v udržitelnosti semen. Životní cyklus kvetoucích rostlin závisí na produkci životaschopných semen nezbytných pro obnovu dalších generací rostlin. Semena jsou složena ze dvou komponentů vzniklých následkem oplodnění (embryo a endosperm), které jsou uloženy v mateřských pletivech, tj. integumentech. Komunikace mezi nimi je zásadní pro harmonický vývoj semene. Embryogeneze je rozdělena mezi propojené a překrývající se vývojové fáze.

Výsledkem oplození je jediná buňka, zygota, která se prodlužuje a asymetricky dělí. Dlouhá bazální (nižší) buňka se dělí na skupinu několika buněk nazývaných suspenzor, který spojuje embryo s integumenty. Později je nejvyšší buňka suspenzoru vyzvána embryem k formování kořenového meristému. Malá apikální (horní) buňka prochází obvyklým cyklem buněčného dělení a vyvíjí se v proembryo, které má zpočátku tvar koule až do globulární fáze, později má srdčitý tvar, který již získává formu budoucího semenáčku (kořen, hypokotyl, dělohy, nadzemní apikální meristém). Během vývoje proembrya dochází k sérii koordinovaných buněčných dělení, což společně se specifitou buněčné linie tvaruje proembryo na apikální pól, kde se nachází embryonický stonek a na bazální pól se zárodkem kořene. Zároveň se vytváří osa těla ve směru apikální-bazální pól.

Tento proces se nazývá „formování embrya“ (embryo patterning). Narušení přesně koordinovaných procesů buněčného dělení/specifikace v embryu ovlivňuje jeho tvar a životnost. Proto je studium komplexního schématu regulace procesu formování embrya důležité k pochopení základních mechanismů, které vytváří rostlinné tělo a umožňují obnovu zásoby semen. Tento projekt navrhuje analýzu regulace formování embrya pomocí modulace hormonálního statusu embrya s využitím genetických metod, buněčné a molekulární biologie.