Fotomorfogeneze

Sylabus

Definice a vymezení problematiky. Světlo - základní vlastnosti a složení slunečního záření, absorpce světla, excitace a deexitace. Umělé zdroje světla. Fotomorfogenetické fotoreceptory - fotosenzory.

Senzory červeného světla - fytochromy - základní charakteristika. Vlastnosti a složení fytochromových proteinů.

Chromofor - charakter, biosyntéza. Fotoreverzibilita - fototransformace, fotoreverze, temnostní reverze.

Metody stanovení fytochromu. Regulace hladiny fytochromových proteinů - biosyntéza, degradace.

Výskyt fytochromů v rostlinné říši. Lokalizace fytochromu v rostlině.

Lokalizace fytochromu v buňce - transport fytochromu do jádra. Typy fytochromových reakcí - VLFR, LFR, HIR.

Mechanismy působení fytochromu, známé složky přenosu fytochromového signálu v cytoplasmě. Geny regulované světelným signálem a charakteristiky jejich promotorů.

Působení fytochromu v jádře, známé složky přenosu signálu působící na úrovni DNA, složky bez přímé vazby na DNA, COP1, COP9 signalosom. Senzory modrého světla - kryptochromy , fototropin, RPT2.

Kryptochromy - proteinová část, charakter a příbuznost s fotolyázami. Chromofory.

Výskyt kryptochromů v rostlinné říši. Lokalizace kryptochromů v buňce.

Interakce kryptochromů s fytochromy. Mechanismus působení.

Fototropin - proteinová část, lokalizace v buňce, chromofory. Mechanizmus působení fototropinu.

Další receptorové systémy modrého světla, tandemové hybridní receptory (neochromy), receptor UV-B záření. Fotomorfogenetické reakce u rostlin - vztah mezi signálem červeného a modrého světla. Světlo a klíčení semen. Deetiolace - přeměna etioplastů na chloroplasty, syntéza chlorofylu, vývoj fotosyntetického aparátu.

Biosyntéza a úloha karotenoidů, xantofylový cyklus. Bisyntéza lipidů pro stavbu thylakoidních membrán.

Světlo a biosyntéza flavonoidů. Růstové a strukturní změny během deetiolace. Světlo a růst zelených rostlin.

Světelné podmínky na různých typech stanovišť. Růst rostlin v porostu, reakce na poměr krátkovlnné a dlouhovlnné složky červeného světla (R/FR).

Světelné poměry uvnitř rostliny. Rytmicita u rostlin - základní pojmy, měření času u rostlin. Reakce rostlin na délku dne - fotoperiodizmus.

Změny v délce dne během roku. objevení fotoperiodismu. Základní pojmy fotoperiodismu - fotoperioda, kritická fotoperioda, krátkodenní a dlouhodenní rostliny a další odvozené kategorie.

Absolutní a kvantitativní fotoperiodický požadavek. Fotoperiodická regulace kvetení, fotoperiodická květní indukce.

Genetické aspekty a praktické využití fotoperiodismu. Projevy rytmicity ve fotoperiodické indukci kvetení.

Fotoperiodizmus a dormance, dormance pupenů, tvorba zásobních orgánů. Světlo a pohyby rostlin - fototropizmus, fototaxe a fotonastie. Otevírání a zavírání průduchů jako reakce na světlo. Pojem světelný smog, reakce rostlin na stálé světlo.

Anotace

Přednáška o adaptacích rostliny na světelné podmínky na stanovišti. Pojednává o senzorech záření - fytochromech, kryptochromech, fototropinu, senzoru UV záření, o růstových, vývojových, metabolických i pohybových reakcích rostlin na složení světla a o přenosu světelného signálu. Zabývá se také vývojovými adaptacemi rostlin na délku dne - fotoperiodizmem a reakcích rostlin na světelný smog či stálé světlo.

Doporučuje se předem absolvovat buď přednášku z Anatomie rostlin nebo z Anatomie a morfologie rostlin a některou z přednášek Fyziologie rostlin.