1/ Klíč ke květeně České republiky

V důsledku lidských aktivit a změn klimatu se diverzita rostlin České republiky stále mění. Kromě toho přibývají nové poznatky v botanice, především díky využití molekulárních metod a výsledkům taxonomického a floristického výzkumu. Všechny tyto změny jsou zpracovány v novém určovacím klíči, který zároveň slouží jako inventura naší rostlinné diverzity (přes 3700 druhů) a základní příručka pro botaniky, studenty, učitele, ekology a ochranáře. Obdobný terénní manuál má méně než 10 zemí světa.

Spolupracující subjekt: Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Přírodovědecká fakulta Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích, Přírodovědecká fakulta Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem

• Kaplan Z., Danihelka J., Chrtek J. jun., Kirschner J., Kubát K., Štech M. & Štěpánek J. (eds). Klíč ke květeně České republiky. Ed. 2. Academia, Praha, 2019, 1168 str.

2/ Vlastnosti genomu orchidejí a jejich význam v evoluci této druhově nejrozmanitější skupiny rostlin

Zjistili jsme, že orchideje se vzájemně velmi liší velikostí svého genomu a podílem GC bází. Pomocí evolučního modelování jsme navíc ukázali, že evoluce velikosti genomu i obsahu GC bází nebyla náhodná – poskytuje potenciál pro adaptaci. Jiné velikosti genomu jsou optimální pro epifyty, jiné pro zemní geofyty, jiné je optimum pro rostliny tropů a jiné pro druhy mírného pásu. Rozmanitost v obou znacích souvisí se schopností částečné replikace DNA při diferenciaci buněk.

Dosud byl obsah GC bází u rostlin pozorován v rozmezí 33–50 % celého genomu. Orchideje však mohou mít díky tzv. částečné endoreplikaci tento podíl až o 10 % nižší – rekord drží druh Calypso bulbosa (23,9 %). Na snímku Calypso bulbosa var. occidentalis, která roste v lesích Severní Ameriky, kde čelí extrémně krátkým vegetačním obdobím a chladným zimám. Foto Jan Ponert

Spolupracující subjekt: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích

• Trávníček P., Čertner M., Ponert J., Chumová Z., Jersáková J. & Suda J. Diversity in genome size and GC content shows adaptive potential in orchids and is closely linked to partial endoreplication, plant life-history traits and climatic conditions. New Phytologist 2019, 224 (4): 1642–1656.

3/ Toxicita grafenu pro řasy a sinice: obranný mechanismus proti působení nanožiletek

Grafen a oxid grafenu jsou slibné materiály s potenciálem pro využití v biotechnologiích, dosud ale není jasný jejich vliv na organismy. Při hledání mechanismu interakce uhlíkových 2D materiálů s řasami a sinicemi jsme zjistili, že grafen funguje jako žiletka, která narušuje membrány buněk. Řasy ale po několika hodinách začaly produkovat proteiny a uhlovodíky a těmito molekulami obalily oxid grafenu tak, že už jim nemohl škodit. Environmentální riziko grafenových materiálů tedy není až tak velké.

Snímek ze skenovacího elektronového mikroskopu ukazuje buňky řas po 24 hodinové expozici oxidu grafenu (GO). B) Detail poškozené buňky. Bílé šipky ukazují na šupinky GO, červená šipka ukazuje buňku rozřízlou oxidem grafenu.

Spolupracující subjekt: Palackého universita Olomouc

• Malina T., Maršálková E., Holá K., Tuček J., Scheibe M., Zbořil R. & Maršálek B. Toxicity of graphene oxide against algae and cyanobacteria: Nanoblade-morphology-induced mechanical injury and self protection mechanism. Carbon 2019, 155: 386–396.