Laboratoř diapauzy hmyzu
Zaměření
Diapauza je klíčovou složkou životního cyklu hmyzu. Umožňuje mu překonávat nepříznivá období a využívat sezónně dostupných zdrojů. Naším cílem je přispět k základnímu poznání molekulární, biochemické a fyziologické podstaty diapauzy a s ní spojené odolnosti vůči abiotickým stresorům z prostředí. Zaměřujeme se na dvě hlavní témata: (1) role biologických cirkadiánních hodin při vnímání změn fotoperiody a převodu tohoto signálu na přímé projevy diapauzy (zastavení vývoje, zastavení buněčného cyklu, hromadění energetických zásob, zpomalení metabolismu, změna genové exprese, změny metabolických drah); (2) principy sezónního zvýšení odolnosti vůči nízkým teplotám (změna metabolómu, akumulace látek s kryoprotektivními účinky, úprava složení a funkce biologických membrán, exprese šokových proteinů). Naše výsledky slouží i praktickým účelům při předpovědích načasování sezónních aktivit a při odhadu úspěšnosti přezimování u populací hmyzích škůdců.
Pracovníci
Vedoucí
Vědečtí pracovníci
Odborní pracovníci V&V
Technický personál
Doktorandi
Studenti
Absolventi PhD.
- Martin Šlachta (2002)
- Michaela Tollarová-Borovanská (2009)
- Alena Kobelková (2010)
Řešené výzkumné projekty
Hodinové geny a diapauza
Studujeme možné funkční zapojení známých hodinových genů timeless, period a dalších při vnímání délky dne a indukci diapauzy hmyzu. Klonujeme hodinové geny u modelových druhů s jasně vyjádřenou diapauzou a zjišťujeme jejich expresi pomocí qRT-PCR a jiných technik. Ovlivňujeme expresi genů pomocí RNAi. Lokalizujeme hodinové neurony pomocí imunocytochemických metod. Využíváme mutantní a transgenní linie s narušenou diapauzou a sledujeme jejich fotoperiodický a cirkadiánní fenotyp. Modelové druhy: Chymomyza costata, Pyrrhocoris apterus.
PI: V. Košťál
Spolupráce: D. Doležel, I. Šauman, M. Hodková, R. Závodská (České Budějovice, ČR);D.L. Denlinger (Columbus, Ohio, USA); K. Shimada (Sapporo, Japonsko).
Mechanismy chladové odolnosti hmyzu a dlouhodobé skladování za nízkých teplot
Zabýváme se fyziologickou podstatou vysoké chladové odolnosti diapauzujícího hmyzu. Tyto znalosti mohou být využity rovněž jako základ vývoje nových technik dlouhodobého skladování hmyzu nebo jiného biologického materiálu za nízkých teplot (kryoprezervace). Používáme laboratorní aklimační postupy k navození vysoké chladové odolnosti. Zaměřujeme se na změny ve fosfolipidickém složení membrán, jež ovlivňuje fázové chování a tekutost membrán a následně napomáhá udržet funkčnost membrány za nízkých teplot, popřípadě chrání její integritu. Dále sledujeme změny v genové expresi, které se odrážejí ve změně metabolických drah a následné akumulaci látek s kryoprotektivními účinky jako jsou polyoly nebo šokové proteiny. Modelové druhy: Pyrrhocoris apterus, Chymomyza costata, Drosophila melanogaster.
PI: V. Košťál
Spolupráce: P. Šimek (České Budějovice, CZ); M. Holmstrup (Aarhus, Dánsko); D. Renault (Rennes, Francie).
Fyziologie přezimování hmyzích škůdců
Sledujeme průběh a úspěšnost přežití zimního období u vybraných druhů hmyzích škůdců v přírodních podmínkách. Zaměřujeme se na sezónní načasování a fenologii indukce, vstupu a ukončení dipauzy a na období jarního nástupu aktivity. Sledujeme celou řadu fyziologických a biochemických parametrů, jež jsou korelovány nebo kauzálně spjaty s chladovou odolností. Využíváme celou škálu technik (bod podchlazení, osmolalita tělních tekutin, respirometrie, analýza metabolitů pomocí HPLC-MS, GC-MS). Modelové druhy: Ips typographus, Cydia pomonella, Ostrinia nubilalis.
PI: V. Košťál
Spolupráce: P. Doležal, P. Šimek (České Budějovice, ČR); G. Grubor-Lajsic (Novi Sad, Srbsko).
