Výsledky botanického výzkumu jsou nejčastěji publikovány v odborných časopisech, vědci z BÚ se ale podílejí i na vydávání monografií. Ročně vycházejí autorům z BÚ stovky článků a až desítky kapitol v monografiích či monografií. Zde proto uvádíme jen výběr některých zajímavých výsledků.
2023 l 2022 l 2021 l 2020 l 2019 l 2018 l 2017 l 2016 l 2015 l 2014 l 2013 l 2012 l 2011 l 2010 | 2009 | 2008 | 2007 | 2006 | 2001-2005
2024
1/ Dokončení Květeny České republiky uzavírá více než padesátiletý botanický projekt
Pod koordinací Botanického ústavu AVČR vyšel závěrečný svazek kompendia Květena České republiky, čímž byl završen monumentální, více než padesátiletý projekt podrobné revize rostlinné diverzity. Tato devítisvazková monografie představuje dosud nejrozsáhlejší encyklopedicky pojaté dílo zaměřené na flóru tohoto území. Zahrnuje nejen všechny původní druhy, ale i zdomácnělé, přechodně zavlékané, zplanělé a častěji pěstované rostliny. Kromě charakteristiky jednotlivých druhů se zaměřuje na popis jejich ekologie, stanovišť, změny v rozšíření a praktický význam. Svým celkovým pojetím a hloubkou zpracování se Květena České republiky řadí mezi nejpodrobnější flóry v celosvětovém měřítku a je základní botanickou monografií středoevropského prostoru, což z ní činí důležitý zdroj informací i v zahraničí. Česká republika se tak stává jednou z mála zemí na světě, která má dokončenou moderní flóru založenou na monografickém zpracování každého rodu taxonomickým expertem.
- Štěpánková J., Chrtek J. jun. & Kaplan Z. [eds] (2024): Květena České republiky. Vol. 9 [Flora of the Czech Republic. Vol. 9]. – Academia, Praha.
2/ Metylace DNA v přírodních podmínkách: epigenetická mezigenerační dědičnost umožňuje adaptaci u klonálních populací jahodníku obecného (Fragaria vesca)
Je důležité porozumět mechanismům umožňujících adaptaci klonálních rostlin na rychlé klimatické změny. V současnosti stále chybí studie, která by tuto otázku zkoumala na úrovni přírodních populacích pomocí přesných molekulárních metod. V našem výzkumu na klonálním druhu Fragaria vesca jsme analyzovali genetickou, epigenetickou a transkriptomovou variabilitu u 21 přírodních populací z různých klimatických oblastí a jejich klonálních potomků pěstovaných v kontrolovaných podmínkách. Zjistili jsme, že epigenetická variabilita, zejména v nekontextových oblastech CG, je částečně spojena s klimatickými podmínkami a je z velké části dědičná napříč klonálními generacemi. Některé epigenetické změny významně ovlivnily genovou expresi spojenou s růstem a reakcemi na stres. Naše výsledky naznačují, že přírodně indukovaná, dědičná metylace DNA může klonálním populacím umožnit se přizpůsobit měnícím se podmínkám bez nutnosti genetické adaptace.
- Sammarco I., Díez Rodríguez B., Galanti D., Nunn A., Becker C., Bossdorf O., Münzbergová Z. & Latzel V. 2024: DNA methylation in the wild: epigenetic transgenerational inheritance can mediate adaptation in clones of wild strawberry (Fragaria vesca). New Phytologist 241, 1621 – 1635. https://doi.org/10.1111/nph.19464
Soubor 21 populací Fragaria vesca pocházejících z Itálie, Česka a Norska byl pěstován ve standardizovaném prostředí v experimentální zahradě Botanického ústavu. Tyto standardizované rostliny byly podrobeny epigenetickému a transkriptomovému screeningu a jejich epigenetické profily byly porovnány s profily mateřských populací z původních lokalit.
2023
1/ Půdní mikroorganismy ovlivňují stabilitu rostlinných společenstev
Půdní mikrobiota hraje klíčovou roli ve stabilitě rostlinných společenstev. Náš výzkum ukázal, že rostlinná společenstva na bývalých zemědělských půdách jsou nestabilní a společenstva půdních mikroorganismů v této půdě jsou úzce propojena. Naopak rostlinná společenstva pěstovaná na půdě z přirozeného trávníku jsou stabilní a půdní mikroorganismy v těchto půdách jsou na sobě nezávislé. Stabilita rostlinných společenstev tedy souvisí s výskytem vzájemně nezávislých populací půdních mikroorganismů.
- in ‘t Zandt D., Kolaříková Z., Cajthaml T. & Münzbergová Z. 2023: Plant community stability is associated with a decoupling of prokaryote and fungal soil networks. Nature Communications 14, 1-14, https://doi.org/10.1038/s41467-023-39464-8
Schéma srovnávající význam vzájemné propojenosti jednotlivých členů mikrobiálního společenstva pro šíření lokálních rušivých vlivů, které vedou ke stabilním či nestabilním společenstvům
2/ Malý genom podporuje naturalizaci nepůvodních rostlin, ale je nevýhodou při invazním šíření
Testování vlivu velikosti genomu a úrovní ploidie na naturalizaci a invazi rostlin pomocí přibližně 11 000 druhů ukázalo, že velký genom omezuje naturalizaci, ale podporuje invazi. Malý genom je výhodou během naturalizace, protože s ním jsou spojeny vlastnosti usnadňující adaptaci na místní podmínky; vlastnosti podmíněné velkým holoploidním genomem, kde se projevuje i ploidie, jsou výhodné pro dálkové šíření a kompetici s ostatními druhy.
- Pyšek P., Lučanová M., Dawson W., Essl F., Kreft H., Leitch I., Lenzner B.., Meyerson L. A., Pergl J., van Kleunen M., Weigelt P., Winter M. & Guo W.-Y. 2023: Small genome size and variation in ploidy levels support the naturalization of vascular plants but constrain their invasive spread. New Phytologist 239, 2389 – 2403. doi:10.1111/NPH.19135
Úspěšnost naturalizace nepůvodních rostlin klesá s velikostí jejich genomu (b), pro úspěšnou invazi (c) je však malý genom nevýhodný a pravděpodobnost invaze se zvyšuje s rostoucí velikostí genomu
3/Hormonální nerovnováha stojí za výhodnou, ale vzácnou schopností odnožovat z kořenů
Odnožování z kořenů je výhodná, avšak vzácná vlastnost umožňující klonální růst a regeneraci rostlin po poranění, dokonce po fragmentaci kořenového systému. Schopnost je to typická pro vytrvalé plevele orné půdy. V experimentech s páry příbuzných rostlin lišících se schopností odnožovat z kořenů jsme potvrdili hypotézu, že kořenoodnožující druhy mají nižší poměr auxinu k cytokininu než jejich příbuzní. Tomuto nízkému poměru se však většina rostlin brání, aby předešly riziku růstových deformací.
- Martínková J., Klimeš A., Motyka V., Adamec L., Dobrev P. I., Filepová R., Gaudinová A., Lacek J., Marešová I. & Klimešová J. 2023: Why is root sprouting not more common among plants? Phytohormonal clues and ecological correlates. Environmental and Experimental Botany 205, 1 – 11. doi:10.1016/j.envexpbot.2022.105147
- Martínková J., Motyka V., Bitomský M., Adamec L., Dobrev P. I., Filartiga A., Filepová R., Gaudinová A., Lacek J. & Klimešová J. 2023: What determines root-sprouting ability: Injury or phytohormones? American Journal of Botany 110, 1 – 12. doi:10.1002/ajb2.16102
Příbuzné rostliny lišící se schopností odnožovat z kořenů po narušení. Nahoře rostlina schopná odnožovat z kořenů a dole rostlina bez této schopnosti. A, D – rostliny před narušením; B, E – rostliny, u kterých byla odstraněna nadzemní biomasa; C, F – rostliny regenerující po narušení.
2022
Vývoj rostlinného těla ve vztahu k suchu
Přirozený výběr suchem tlačí rostliny do rozmanitých forem stavby vodivých pletiv, jejichž komplexita byla podmínkou rozšíření rostlin na souši a jejich vyššího vzrůstu. Analýza sítí vodivých buněk žijících, zkamenělých i idealizovaných rostlin ukázala, že je vliv sucha tlačí do tvarů s tím vyšší komplexitou, čím je rostlina větší. Výsledek tak řeší stoletou otázku komplexity cévních svazků a mění interpretaci této klíčové kapitoly evoluce rostlin. Přínos může mít pro šlechtění odolných plodin.
- Bouda, M. Huggett, K. Prats, J. Wason, J. Wilson, C. Brodersen. (2022) Hydraulic failure as a primary driver of xylem network evolution in early vascular plants. Science. 378(6620): 642-646. doi: 10.1126/science.add2910
Zkamenělý kmen stromové kapradiny Dernbachia brasiliensis z permu (před 250-300 milony let). Vodivé pletivo (xylém) zvýrazněné modře. [© Ludwig Luthardt, Museum für Naturkunde, Berlin. CC-BY licence.]
