Lokalizovaná reakce apoplastických bariér kořenů na podmínky prostředí

Abstract

Plants absorb nutrients from the soil through their root systems. Nutrients, however, are distributed heterogenously in the soil, and the root system often faces nutrient deficiencies to which it must adapt. A number of studies have observed a phenomenon in which plants are able to respond locally through their root systems by altering the internal structure of the root or by preferential root growth into areas of the substrate with higher concentrations of a given nutrient, thereby precisely optimizing nutrient uptake. This thesis analyzed the localized response of root apoplastic barriers to nutrient deficiency in a broad spectrum of cultivated crops as well as the model species Brachypodium distachyon and Arabidopsis thaliana. Apoplastic barriers are layers of cells located in the primary cortex of roots, as well as in other parts of the plant body. In roots, there is the endodermis (the inner layer of the cortex) and the exodermis (the outer layer of cortex cells under the rhizodermis). In these barriers, cell walls undergo modifications that allow them to regulate the movement of substances through the apoplast. The first part of the thesis consolidated an analysis of a broader spectrum of plant species, which had been initiated by our team and sought to determine the prevalence and...

Rostliny pomocí kořenového systému přijímají živiny z půdy. Živiny jsou však v půdě rozmístěny heterogenně a kořenový systém často čelí deficiencím živin, na které se musí adaptovat. V řadě studií byl pozorován fenomén, kdy rostliny dokážou svým kořenovým systémem lokálně reagovat změnou vnitřní stavby kořene či preferenčním růstem v oblastech substrátu s vyššími koncentracemi dané živiny, čímž mohou precizně optimalizovat příjem živin. V této diplomové práci byla analyzována lokalizovaná reakce apoplastických bariér kořene na deficienci živin u širšího spektra kulturních plodin i modelových druhů Brachypodium distachyon a Arabidopsis thaliana. Apoplastické bariéry jsou vrstvy buněk nacházející se v primární kůře kořenů, ale i v dalších částech rostlinného těla. V kořenech se nachází endodermis (vnitřní vrstva primární kůry) a exodermis (vnější vrstva buněk primární kůry pod rhizodermis). U těchto bariér dochází k modifikaci buněčné stěny, pomocí nichž dokáží regulovat pohyb látek apoplastem. První část diplomové práce ucelila analýzu širšího spektra rostlinných druhů, která byla započatá naším týmem a kladla si otázku, jaký je výskyt a mezidruhová variabilita lokalizované reakce apoplastických bariér v kořenech. Výsledky ukázaly, že napříč rostlinnými druhy je lokalizovaná reakce apoplastických...