Laboratoř diapauzy hmyzu

Diapauza je klíčovou složkou životního cyklu hmyzu. Umožňuje 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 a jiných ochranných proteinů). Naše výsledky slouží i praktickým účelům pro vývoj metod dlouhodobého skladování biologického materiálu a nebo pro předpovědi sezónních aktivit a odhad úspěšnosti přezimování u populací hmyzích škůdců.

Řešené výzkumné projekty

Hodinové geny a diapauza

Studujeme možné funkční zapojení známých hodinových genů period, timelesscryptochrome a dalších při vnímání změn délky dne a při indukci diapauzy hmyzu. Klonujeme hodinové geny u modelových druhů s jasně vyjádřenou diapauzou a zjišťujeme jejich expresi pomocí specifických protilátek, RT-qPCR a jiných technik. Ovlivňujeme expresi genů pomocí RNAi. Využíváme mutantní a transgenní linie s narušenou diapauzou a sledujeme jejich fotoperiodický a cirkadiánní fenotyp.

PI: V. Košťál

Spolupráce: D. Doležel, I. Šauman, 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 silné 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.

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).

PI: V. Košťál

Spolupráce: P. Doležal, P. Šimek (České Budějovice, ČR); G. Grubor-Lajsic (Novi Sad, Srbsko).

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Entomologický ústav
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice

NAJÍT PRACOVNÍKA