Biochemiczne i molekularne podstawy odporności roślin na stres 2600-K3-BMPO-BIOT

Zajęcia obejmują zagadnienia z zakresu biochemii i fizjologii aktywnych form tlenu i układów antyoksydacyjnych u roślin. W ramach cyklu wykładów scharakteryzowane jest pro- i antyoksydacyjne składniki komórek roślinnych oraz mechanizmy powstawania i detoksyfikacji aktywnych form tlenu u roślin. Przedstawione zostaje znaczenie aktywnych form tlenu w reakcjach na stres biotyczny i abiotyczny oraz funkcje sygnałowe tych substancji oraz ich rola jako regulatorów plastyczności ściany komórkowej i wzrostu komórek. Kolejne wykłady poświęcone są syntezie, metabolizmowi, transportowi i funkcjom antyoksydacyjnym kwasu askorbinowego w komórkach roślinnych. Omawiane są role kwasu askorbinowego w regulacji fotosyntezy, cyklu komórkowego i wzrostu komórek. Przedstawiona zostaje także charakterystyka glutationu jako sensora zmian środowiskowych i cząsteczki sygnałowej oraz regulacyjne role tioredoksyn i glutaredoksyn. Cykl wykładów zamyka omówienie zintegrowanego działania regulacyjnego systemów redoks: regulacji podziałów komórkowych w merystemie wierzchołkowym korzenia i morfologicznych adaptacji roślin do warunków stresu.
W części praktycznej, przeprowadzane są doświadczenia laboratoryjne mające na celu:
1. Oznaczanie poziomu formy zredukowanej i utlenionej kwasu askorbinowego w tkankach roślinnych.
2. Oznaczanie poziomu formy zredukowanej i utlenionej glutationu w tkankach roślinnych.
3. Pomiar poziomu nadtlenku wodoru (H2O2) w tkankach roślinnych.
4. Wyznaczanie tempa produkcji rodnika ponadtlenkowego (O2•−) przez korzenie siewek pomidora.
5. Histochemiczna lokalizacja nadtlenku wodoru (H2O2), rodnika ponadtlenkowego (O2•−) i kwasu askorbinowego w korzeniach siewek Arabidopsis thaliana.
6. Monitorowanie stanu redoks komórek roślinnych za pomocą mikroskopii konfokalnej z wykorzystaniem barwnika fluorescencyjnego dioctanu 2’, 7’ – dichlorofluoresceiny (H2DCFH - DA).
7. Oznaczanie aktywności izoenzymów peroksydazy askorbinianowej, dysmutazy ponadtlenkowej i katalazy w ekstraktach białkowych poddanych natywnej elektroforezie na żelach poliakrylamidowych.