Přechod rostliny do generativní fáze Fotomorfogeneze, fotoperiodismus, vernalizace, regulace kvetení, vývoj květu
Vnímání světla Fotomorfogeneze Fotoperiodismus Přechod do generativní fáze Indukce kvetení ABC model regulace tvorby květních orgánů
záření – zdroj energie, ale i signál rostliny využívají dopadající záření jako: • zdroj energie (viz fotosyntéza) • signál světelným podmínkám na stanovišti se rostlina po celý život a neustále aktivně přizpůsobuje Stinný
Stinný do slunného prostředí Slunný
Picea abies
Oguchi et al. 2005
Acer rufinerve: uspořádání chloroplastů
záření – signál
Záření (světlo) Základní charakteristiky: - spektrální složení - orientace (anisotropie) - intenzita - periodicita • UV–B • UV-A • Modrá • Červená • Dlouhovlnná červená
280-320nm 320-380nm 380-500nm 620-700nm 700-800nm
Absorpční spektra izolovaných fytochromů z ovsa Pr-zeleně, Pfr-modře
Vývojové procesy regulované světlem: -Klíčení semen -Fotomorfogeneze klíčních rostlin -Adaptace na světelné podmínky stanoviště (Shade avoidance) -Fototropismus -Otevírání průduchů -Pohyby chloroplastů
-Fotoperiodicky regulované kvetení, biorytmy
Receptor červeného světla - fytochrom
objevení FYTOCHROMU jako senzoru
Borthwickovy Experimenty se semeny salátu (1954)
•Červená (red):
620-700nm
•Dlouhovlnná červená (far red) 700-800nm
Borthwickovy Experimenty se semeny salátu (1954)
Hypotéza jediného fotoreceptoru •ve dvou strukturálních konformacích •formy přecházejí jedna v druhou po působení světla o příslušné vlnové délce fytochrom (phytochrome, P) formy: Pr(red) (P660) a Pfr(far-red) (P730) podle nejúčinnějších vlnových délek záření ...ale fytochrom se účastní i reakcí na modré světlo Pr Pfr
vnímání červeného světla: senzory, fyziologické a vývojové reakce FYTOCHROMY sensory červeného světla (R, FR) chromofor - lineární tetrapyrol apoprotein - A, B, C, D, E (u Arabidopsis, trávy jen tři různé proteiny) typ I - fytochrom A typ II - fytochromy B, C, D, E (u Arabidopsis) tvoří dimery
fotoreverzibilita fytochromového chromoforu +
hν 660 nm
fototransformace
Pr fotoreverze
hν 730 nm +
temnostní reverze
Pfr
fotopřeměna fytochromu
změna konformace chromoforu
změna konformace proteinu
Fytochromy Typ I: Fytochrom A fotolabilní Pr i Pfr formy jsou transportovatelné do jádra po ozáření v cytoplazmě zůstává pouze nově syntetizovaný Pr Typ II: Fytochromy B-E fotostabilní v některých funkcích se vzájemně zastupují nejčastější – fytochrom B
Dvě formy fytochromu • Pr - forma absorbující R světlo (660 nm) Pr
• Pfr - forma absorbující FR světlo (730 nm) Pfr •
Vratný přechod
Pr
Pfr
absorpcí R fytochrom získá schopnost autofosforylace kinázovou aktivitu (Ser/Thr) přemístit se do jádra
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
vnímání červeného světla: senzory forma Pfr je považována za fyziologicky aktivní
aktivní fytochrom působí jak v jádře, tak v cytosolu -interakce s dalšími proteiny (např. transkripčními faktory v jádře) -zprostředkování změn v polarizaci membrán
..rychlé odpovědi (v řádu minut – spánkové pohyby - nyktinastie) ..regulace genové transkripce (syntéza fotosyntetických proteinů, synchronizace cirkadiánního rytmu, fotoperiodismus, klíčení semen)
fytochromy přinášejí informaci o poměru R/FR na stanovišti tj. o konkurenci jiných rostlin na stanovišti
biosyntéza a fotopřeměna fytochromu
chromofor – fytochromobilin syntéza v plastidech apoprotein – syntéza v cytosolu autokatalytické složení aktivního fytochromu v cytosolu ozáření červeným světlem (Red) přeměna na aktivní formu Pfr •transport do jádra •aktivace transkripčních faktoů
regulace genové exprese přes fytochrom: fytochrom samotný neinteraguje s DNA - aktivuje transkripční faktory (zde PIF= phytochrome interacting factor )
etiolace
FOTOMORFOGENEZE x skotomorfogeneze (ve tmě) deetiolace
etioplast (prolamelární těleso)
funkční dospělý chloroplast
etiolace = krytosemenné
otvírání plumulového háčku zpomalení dlouživého růstu vývoj fotosyntetického aparátu Fytochrom A (+ kryptochrom) aktivní forma (Pfr) má poločas rozpadu 30-60 min proteolyticky degradován (ubiquitinace)
lokalizace fytochromu v orgánech etiolované rostliny
nejvyšší koncentrace v místech (orgánech), kde probíhají nejvýraznější vývojové změny: •apikální meristémy •epikotyl •kořen
Klíčení semen masivní prodlužování buněk radikuly a embryonálního základu prýtu
Červené světlo proniká k semeni
Semeno klíčí
Proč je to důležité?
K hluboko uloženému semeni neproniká žádné sluneční světlo
Semeno neklíčí
Červené světlo => blízkost povrchu
Omezené množství zásobních látek Semeno musí dorůst na světlo před vyčerpáním zásob • Malá semena – často potřebují k vyklíčení světlo Klíční rostlinky se na povrchu rovnají a otvírají listy Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Klíčení semen Klíčení semen je řízeno i gibereliny Arabidopsis ga1 (gib. acid1) mutant – nesyntetizuje GA může být kompenzováno přidáním externích giberelinů propojení regulačních drah – světlo + gibereliny: FR (Far Red) inhibuje transkripci GA4 a GA4H
neklíčí
Adaptace na světelné podmínky stanoviště Mám sousedy ? Proč je to důležité? Sousední rostliny představují ohrožení Mohou růst výše a stínit
Řešení Růst přinejmenším do stejné výšky jako sousední rostliny Potřeba vědět, že mám sousedy
R světlo je absorbované sousedními rostlinami
FR světlo se od sousedních rostlin odráží
Izolované rostliny většinou bývají kratší než rostliny v hustém porostu Vliv i dalších faktorů
Obohacení světla FR složkou => rostlina má sousedy
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Adaptace na světelné podmínky stanoviště Rostu pod jinými rostlinami ? Proč je to důležité? Rozdílné optimální strategie růstu zastíněných a osvětlených rostlin Nutno rozlišit, zda • je rostlina zastíněná okolními rostlinami nebo • je jen zataženo nebo • je podvečer
R světlo je pohlcené sousední mi rostlinami
FR světlo se od sousedních rostlin odráží nebo jimi proniká
Světlo bohacené FR => Jsou tam !
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Nutno rozlišit, zda •je rostlina zastíněná okolními rostlinami, nebo je jen zataženo nebo je podvečer.....
Adaptace na světelné podmínky stanoviště 240 m-2
100 m-2
32 m-2
vyšší podíl FR stimuluje prodlužování internodií (selektivně odrážející zrcadla)
http://5e.plantphys.net/image.php?id=237
Rceptory modrého světla KRYPTOCHROM FOTOTROPIN
vnímání modrého světla: senzory
1) KRYPTOCHROMY receptory modrého světla (UV-A, zelené?) chromofory FAD a pterin – nekovalentně vázané kryptochromy jsou podobné DNA fotolyázám (enzymy schopné opravit pyrimidinové dimery po poškození UV)
•přítomné ve všech buňkách po celý život rostliny •lokalizované v jádře
informace o složení světla v průběhu dne: za svítání a soumraku – vyšší podíl modrého sv. přes den vyšší podíl červeného
KRYPTOCHROM
vnímání modrého světla: fyziologické a vývojové reakce 1) KRYPTOCHROMY Fyziologické reakce deetiolace (inhibice prodlužování hypokotylu cry1) otevírání děloh a jejich růst do plochy stimulace tvorby anthokyaninů, proteinů fotosystémů Akční spektrum fototropismu koleoptile ovsa synchronizace cirkadiánního rytmu stimulovaného modrým světlem = vztah mezi detekce fotoperiody - kvetení intenzitou biologické odpovědi a vlnovou délkou světla „trojzubec“ – charakteristický pro odpovědi na modré světlo
deetiolace
vnímání modrého světla: senzory, fyziologické a vývojové reakce 2) FOTOTROPIN chromofor – FMN, nekovalentně vázaný zprostředkování fototropických reakcí
fototropin
– ohyb ke zdroji světla
registrace zdroje podnětu důležité u klíčních rostlin lokalizovaný v plazmatické membráně ohyb koleoptile kukuřice ke zdroji modrého světla
modré světlo
interval 30 min. Taiz and Zeiger, 2002
2) FOTOTROPIN
tma
slabé modré
silné modré
modré světlo – aktivace H+ ATPázy v membráně svěracích buněk
svěrací buňky průduchu
protoplasty svěracích buněk
RYTMICITA, VNITŘNÍ HODINY ROSTLIN
RYTMICITA, VNITŘNÍ HODINY ROSTLIN střídání dne a noci endogenní rytmicita fyziologických procesů otevírání průduchů spánkové pohyby listů pohyby okvětních lístků
maranta ve dne
perioda rytmu blízká 24 hodinám střídání dne/noci funguje jako „synchronizační signál“ rostliny udržují endogenní rytmus i po vystavení dlouhodobé tmě ...může nastat utlumení amplitudy či prodloužení periody vnitřní oscilátor rostlin není ovlivněn teplotou!
schopnost rostliny vnímat délku dne / noci
v noci
spánkové pohyby listů (niktynastie) mimózy
Vnitřní oscilátor (hodiny) Arabidopsis thaliana „transkripční smyčka s negativní zpětnou vazbou“ TOC: Timing Of CAB [LHCB] expression LHY: Late elongated HYpocotyls CCA: Circadian Clock-Associated1 4. Postupná redukce exprese LHY a CCA1 přes den umožní postupné zvyšování transkriptů TOC1 a dosažení jejich maximálního obsahu na konci dne
5. TOC1 podporuje expresi LHY a CCA1, které dosahují maxima za úsvitu, cyklus začíná nanovo.
1. Světlo aktivuje expresi genů LHY a CCA1 za úsvitu
3. LHY a CCA1 potlačují expersi TOC1 (+ další geny s večerní aktivitou)
2. LHY a CCA1 aktivují expresi LHCB – syntéza proteinů asociovaných s pigmenty a světlosběrnými komplexy (+ další geny s ranní aktivitou)
Na synchronizaci vnitřního oscilátoru s vnějšími podmínkami (střídání světla / tmy) se podílejí signální dráhy počínající jak FYTOCHROMY, tak KRYPTOCHROMY
délka periody daná vnitřním oscilátorem může mít vliv na fitness rostliny mutanti Arabidopsis s různou délkou periody (výrazně méně / více než 24 hodin) pěstováni v laboratorních podmínkách s různou umělou délkou dne
rostliny s vnitřní periodou blížící se periodě umělé vykazovaly vyšší fitness: vyšší obsah chlorofylu ve stejném čase vyšší biomasa
efekt cirkadiánní resonance ve společenstvu si lépe konkurenčně vedly rostliny, jejichž vnitřní perioda byla ve shodě s periodou střídání světelných podmínek
bíle: arytmický mutant CCA1-ox černě: Arabidopsis, wild type
FOTOPERIODISMUS: evoluční adaptace na sezónní klima fotoperioda – počet hodin světla za 24h kritická fotoperioda – vyvolá vývojovou změnu !!! je specifická pro druh (ekotyp nebo populaci) a dané stanoviště (z.š.) změny fotoperiody během roku jsou pravidelné
FOTOPERIODISMUS: evoluční adaptace na sezónní klima
kritická fotoperioda – vyvolá vývojovou změnu !!!
fotoperiodické kategorie rostliny neutrální
(bavlník, mrkev)
krátkodenní (řepeň, merlík červený, povíjnice, Pointsetia) dlouhodenní (blín, kopr, špenát) krátko-dlouhodenní (jetel plazivý) dlouho-krátkodenní (Aloe bulbifera)
fotoperiodický signál – přijímán v listech fotoperiodický květní stimulus – vzniká v listech je transportován do meristémů (florigen) ...30. léta 20. století M. Čajlachjan (teorie florigenu)
fotoperiodická květní indukce vegetativní meristém
(přechodný)
květní
FOTOPERIODISMUS: evoluční adaptace na sezónní klima
Je ta pravá doba k vykvetení? Nespolehlivé indikátory • • •
Teplota Vzdušná vlhkost Celková úroveň osvětlení
Spolehlivé indikátory •
Délka dne a noci – Mění se s ročním obdobím – Mění se se zeměpisnou šířkou
•
Receptorem fytochrom
Požadavek na indukční fotoperiodu může být: • kvalitativní • kvantitativní Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
FOTOPERIODISMUS: evoluční adaptace na sezónní klima
Čekání na správný čas … … vegetativní růst až do doby vhodné k založení květů Dlouhodenní rostliny (LDPs) čekají na dostatečně dlouhý den – Ve skutečnosti čekají na dostatečně krátkou noc
Krátkodenní rostliny (SDPs) čekají na dostatečně krátký den – Ve skutečnosti čekají na dostatečně dlouhou noc
Neutrální rostliny Kvetou, když dostatečně dozrají Nezáleží na délce dne / noci Snad jiné signály okolí? Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Dlouhý den = krátká noc Dlouhodenní rostliny • • •
Potřebují krátkou noc Potřebují přítomnost Pfr za úsvitu Pfr stimuluje kvetení krátkodenních rostlin v podmínkách dlouhého dne
Krátký den = dlouhá noc Krátkodenní rostliny • Potřebují dlouhou noc (kritická délka noci) • Potřebují absenci Pfr za úsvitu (dostatek času na jeho degradaci) • Pfr inhibuje kvetení krátkodenních rostlinv podmínkách dlouhého dne
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
LDP
SDP Dlouhý den: Pfr na konci krátké noci přetrvává Pfr stimuluje kvetení dlouhodenních rostlin Pfr inhibuje kvetení krátkodenních rostlin
Krátký den: Pfr na konci dlouhé noci chybí Chybějící Pfr nestimuluje kvetení dlouhodenních rostlin Chybějící Pfr neinhibuje kvetení krátkodenních rostlin
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
FOTOPERIODISMUS: signalizace fytochromem
fotoperiodická indukce ke kvetení – závisí na fytochromu fotoreversibilita (Red – Far Red)
fotoperiodická květní indukce vegetativní meristém
(přechodný)
...ale fotoperioda není jediný požadavek
květní
Indukce kvetení – kombinace několika propojených drah: Pro indukci kvetení existují 4 vzájemně propojené dráhy indukované těmito 4 stimuly: Fotoperioda – přes FT protein Počet listů a nízká teplota - přes represi transkr. faktoru FLC (Flowering Locus C) Sacharóza – přes aktivaci transkr. faktoru SOC1 Gibereliny - přes aktivaci SOC1, jejich konverze na aktivní formy též pod kontrolou fotoperiody
SOC1 = SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1 - regulátor exprese genů identity květního meristému Taiz, Zeiger, Plant Physiology online
Fotoperiodická indukce kvetení u dlouhodenní Arabidopsis přes produkt regulačního genu CO (CONSTANS) protein s motivem Zn prstů regulující expresi dalších genů obsah CO mRNA vykazuje cirkadiánní rytmus (maximum ve 12-16 hodině) CO protein je za tmy degradován, na světle se stává stabilním exprese CO v listech a floému DLOUHODENNÍ
FLOWERING LOCUS T (FLT) produkt FT protein je mobilním signálem (florigenem), který putuje k apikálnímu meristému - zde vazba na protein FD a aktivace exprese genů nezbytných pro přeměnu meristému v květní
fytochrom B
zesílení degradace CO proteinu ráno
regulace kvetení u Arabidopsis thaliana je komplexní proces světlo
autonomní cesta
kompetence ke kvetení ABA
fotoperioda měření času CC1, LHY TOC1
FLD, FVE GI
FCA+FY FPA, FLK FRI
LD FLC
CO FT
FD MYB
teplota
SOC1/AGL20
VIN3, VRN1, VRN2 kalich
gibereliny
miRNA
AP1 UFO
LFY AP3+PI
koruna tyčinky
TFL určení ke kvetení determinace
AG
pestík
SUP
FON (FLOWER ORGAN NUMBER)
přechod do generativní fáze – nástup kvetení působení vnějších faktorů: teplota – jarovizace jarovizace = dlouhodobé působení nízkých teplot (+5 až +10°C) na meristematicky aktivní buňky nepůsobí na suchá semena! účinek lze zvrátit delším obdobím vyšších teplot
požadavek jarovizace často v kombinaci s fotoperiodismem ozimé žito bez vernalizace
s vernalizací
Delší vystavení nízkým teplotám stabilizuje jarovizaci. nabobtnalá semena byla vystavena teplotě 5°C po r ůznou dobu, poté vystavena „dejarovizační“ teplotě 35°C
přechod do generativní fáze – nástup kvetení
efekt nízkých teplot na splnění jarovizačního požadavku v různých částech rostliny jarovizace – změny v genové expresi - epigenetická regulace - přestavby chromatinu FLOWERING LOCUS C (FLC) – represor přechodu ke kvetení -intenzivně exprimován v nejarovizovaných vzrostných vrcholech (Arabidopsis) -jarovizovaná rostlina – umlčení genu (silencing) pomocí přestavby chromatinu (euchromatin heterochromatin)
....stejně jako fotoperioda, vernalizace může být kvalitativní nebo kvantitativí Leyser O., Day S.: Mechanisms in Plant Development.- Blackwell Publ. 2003 UK (upraveno)
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
období juvenilní
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
období juvenilní
období dospělosti
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
zygota období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
zygota období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
vegetativní fáze samostatná existence tvorba kořenů stonku listů
období dospělosti
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
zygota období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
vegetativní fáze
přechodné období
samostatná existence
tvorba květenství a květů
tvorba kořenů stonku listů
úplný květ blizna čnělka
koruna prašník tyčinka
pestík nitka
vajíčko semeník kalich
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
spory
zygota
R! období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
vegetativní fáze
přechodné období
samostatná existence
tvorba květenství a květů
tvorba kořenů stonku listů
generativní fáze
květ – generativní fáze blizna čnělka
koruna
tyčinka
prašník mikrospory pestík nitka
soubor tyčinek v květu
androeceum
megaspora
vajíčko
vajíčko semeník kalich
soubor pestíků v květu
gynoeceum
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
buňka
♀ vaječná gametofyty spory
zygota
buňka ♂ spermatická
R! období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
vegetativní fáze
přechodné období
generativní fáze
samostatná existence
tvorba květenství a květů
tvorba spor vznik další generace (gametofytů)
tvorba kořenů stonku listů
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
♀
pokračování životního cyklu
buňka vaječná
zygota gametofyty spory
zygota
buňka ♂ spermatická
R! období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
vegetativní fáze
přechodné období
generativní fáze
samostatná existence
tvorba květenství a květů
tvorba spor vznik další generace (gametofytů) a nových jedinců pohlavní cestou (sporofytů) tvorba semen a plodů
tvorba kořenů stonku listů
nový jedinec
schéma rodozměny a ontogeneze sporofytu u semenných rostlin
♀
pokračování životního cyklu
buňka vaječná
zygota gametofyty spory
zygota
buňka ♂ spermatická
smrt
R! období juvenilní embryonální fáze vznik zárodku probíhá na mateřské rostlině, která tvoří semena a plody
období dospělosti
vegetativní fáze
přechodné období
generativní fáze
samostatná existence
tvorba květenství a květů
tvorba spor vznik další generace (gametofytů) a nových jedinců pohlavní cestou (sporofytů) tvorba semen a plodů
tvorba kořenů stonku listů
nový jedinec
senescence rozklad struktur ukládání dále upotřebitelných látek do semen a plodů
podmínky přechodu do generativní fáze rostlina musí být ve stavu endogenní způsobilosti neboli kompetence ke kvetení (zralost ke kvetení) tento stav může být dán: věkem rostliny (hlavně u dřevin) na morfologické úrovni např. vytvořením určitého počtu listů nebo dosažením určité velikosti vzrostného vrcholu
podmínky přechodu do generativní fáze rostlina musí být ve stavu endogenní způsobilosti neboli kompetence ke kvetení (zralost ke kvetení) tento stav může být dán: věkem rostliny (hlavně u dřevin) na morfologické úrovni např. vytvořením určitého počtu listů nebo dosažením určité velikosti vzrostného vrcholu na molekulárně biologické úrovni: množinou exprimovaných genů a určitou množinou genů, jejichž exprese byla umlčena (např. gen LEAFY u Arabidopsis) Dosažení kompetence - také závislé na působení vnějších faktorů
teplota
délka dne
juvenilní rostliny jsou necitlivé k působení těchto vnějších indukčních stimulů kvetení autonomní (spontánní): není indukováno identifikovaným vnějším faktorem
Přechod do generativní fáze Získání kompetence ke kvetení (multifaktoriální proces) Působení vnějších i vnitřních faktorů Fotoperiodismus (Fytochromy) Vrenalizace (jarovizace) Gibereliny, cytokininy, sacharoza, polyaminy Impatiens balsamina
Genetická kontrola iniciace a dalšího vývoje květu Postupná aktivita skupin regulačních genů
huseníček
Květní reverze (zvegetativnění) Vznik sekundárních vegetativních meristémů v květech Genetická dispozice Druhově specifická vývojová fáze, kdy ještě může k reverzi dojít (extrém – ze základů vajíčka, Impatiens balsamina)
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Modulární stavba rostlinného těla
Funkční paralely mezi fytomerami a segmenty živočišného těla
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Zakládání listů a osy symetrie nadzemních částí rostliny Aktivita primárních a sekundárních meristémů Dělení meristémů dle polohy:
Felogen, kambium
vrcholový (apikální) interkalární (vmezeřený) axilární (v paždí listů) okrajový (marginální)
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Organizace apikálního meristému udržování velikosti apikálního meristému regulace zpětnou vazbou exprese genů WUS (WUSCHEL) a CLV (CLAVATA)
Zvýšení počtu iniciál podporuje transkripci proteinu CLV3
WUS – transkripční faktor
WUS udržuje zárodečný charakter buněk v centru apikálního meristému a je tak odpovědný za neukončený růst rostliny.
Počet iniciál klesá a klesá i obsah peptidu CLV3, čímž je umožněna vyšší exprese WUS a zvyšuje se počet iniciál.
CLAVATA – komponenty signální a regulační dráhy (CLV 1,2,3) CLV3 peptid se váže na receptor CLV1/2 a potlačuje expresi WUS. WUS je nezbytný pro udržování iniciál
Receptorová kináza (CLV 1a2) Ligand receptorové kinasy (CLV 3) ...signální dráha, která vede k potlačení exprese WUS
Přechod do generativní fáze Stonkový apikální meristém je přeměněn v intremediátní meristém (inflorescence meristem), který vytvoří základ květenství Intremediátní meristém – přechodné stádium mezi vegetativní na generativní fází Intremediátní meristém dá vzniknout květním meristémům (floral meristem)
Wolpert (1998) Principles of Development
1) Geny iniciace a identity květního meristému Prvotní indukce genů orgánové identity např: EMBRYONIC FLOWER (EMF), LEAFY (LFY)
2) Geny identity květních orgánů Kontrola tvorby a funkce květních orgánů APETALA1 (AP1), APETALA3 (AP3), AGAMOUS (AG), PISTILLATA (PI) Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Přechod do generativní fáze 1) Geny iniciace a identity květního meristému Prvotní indukce genů orgánové identity např: LEAFY (LFY)
2) Geny identity květních orgánů Kontrola tvorby a funkce květních orgánů APETALA1 (AP1), APETALA3 (AP3), AGAMOUS (AG), PISTILLATA (PI)
LEAFY (LFY) Dominantní regulátor/udržovatel identity květního meristému
lfy - místo květů listovité výhony
35S::LFY – místo sek. výhonů květy
LFY lfy
Geny identity květních orgánů stop iniciace květních meristémů wt
35S::LF Y
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
model ABC – model určení květních částí
geny s funkcí A geny s funkcí B geny s funkcí C
AP1 (APETALA1) AP3, PI (APETALA3, PISTILATA) (tvoří heterodimer) AG (AGAMOUS)
kódují transkripční faktory
Exprese homeotických genů ve třech překrývajících se doménách Ve správnou dobu na správném místě …
AGAMOUS
Vivian Irish
APETALA3 Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
apetala2
apetala3/pistillata
agamous
Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
Homeotičtí Homeotičtíkvětní květní mutanti mutanti
Arabidopsis thaliana huseníček rolní
Antirrhinum majus hledík větší
analogie s homeotickými mutanty r. Drosophila…
Regulace vývoje květních orgánů
Čtyřnásobný mutant (ap1,ap2,ap3/pi,ag)
Johann Wolfgang Goethe (1749-1832): Květní orgány představují vysoce modifikované listy Převzato z přednášky B130P14, Fyziologie rostlin, LS, David Honys
vývoj květu u Neptunia pubescens
květní meristém (A)
meristém se základy kališních lístků (S) korunních lístků (P)
meristém se základy kališních lístků (S)
základy tyčinek Shirley C. Tucker in: Raven P.H., Everet R.F., Eichhorn S.E.: Biology of Plants. – W.H.Freeman and company Worth Publishers, New York 2003
vývoj květu u Neptunia pubescens
květní meristém (A)
meristém se základy kališních lístků (S) korunních lístků (P)
meristém se základy kališních lístků (S)
základy tyčinek Shirley C. Tucker in: Raven P.H., Everet R.F., Eichhorn S.E.: Biology of Plants. – W.H.Freeman and company Worth Publishers, New York 2003
vývoj květu u Neptunia pubescens
vývoj tyčinek (St) zakládání pestíku (C)
diferenciace pestíku na bliznu (
)
čnělku
a semeník (O)
diferenciace čnělky a semeníku
Shirley C. Tucker in: Raven P.H., Everet R.F., Eichhorn S.E.: Biology of Plants. – W.H.Freeman and company Worth Publishers, New York 2003
Děkuji za pozornost ☺