Řešené projekty

2009–2013, reg. č. GA ČR 206/09/0309: Kompetiční mechanismy u sinic ovlivňující druhové složení fytoplanktonu, řešitel Klára Řeháková.

Fytoplankton nádrží a jezer je intenzivně studován již desetiletí. Jeho významnou složkou jsou sinice, které často v eutrofních nádržích vytvářejí vodní květy. Při přemnožení sinic může docházet k uvolňování toxinů, které jsou nebezpečné pro zdraví člověka a zvířat, zároveň dochází k vyčerpání kyslíku z vody a jeho nedostatek může způsobit hospodářské škody na rybí osádce a narušit fungování celého ekosystému. Z těchto a mnoha dalších důvodů je nutné věnovat studiu biologie vodních květů značnou pozornost. Předkládaný projekt by se zaměřil na kompetiční vztahy mezi sinicovými dominantami a subdominantami vodního květu. Jak jejich vzájemné spolupůsobení může ovlivnit jejich fyziologické a biochemické charakteristiky? Jak tyto změny mohou ovlivnit jejich schopnost stát se dominantním druhem vodního květu? Projekt je unikátní spojení taxonomického, biochemického a fyziologického přístupu k biologii sinic vodních květů.

2011–2013, reg. č. GA ČR P504-11-2177: Význam buněčné smrti pro vývoj, strukturu a složení sladkovodního fytoplanktonu, řešitel Petr Znachor.

Množství a složení fytoplanktonu ovlivňuje významně kvalitu vody v našich nádržích. Abychom porozumněli populační dynamice fytoplanktonu, je nezbytné znát procesy ovlivňující nárůst i pokles biomasy jednotlivých druhů. Za hlavní ztrátové procesy byly dlouho považovány sedimentace a predace zooplanktonem. V poslední době se ukazuje, že významným ztrátovým procesem je buňěčná smrt fytoplanktonu. Ačkoliv poznatky týkající se buněčné smrti mohou být klíčové pro úspěšnou předpověd, který druh ve fytoplanktonu převládne, naše dosavadní znalosti jsou velmi mlhavé. Buněčná smrt se významně podílí na sezónním vývoji a struktuře mořského fytoplanktonu, s vyjímkou jedné studie nejsou dostupné žádné informace ze sladkovodních ekosystémů. Hlavním cílem navrhovaného projektu je pomocí fluorescenčního barvení mrtvých buněk SYTOX Green zjistit význam buněčné smrti v sezónním vývoji fytoplanktonu, které faktory ovlivňují mortalitu na buněčné úrovni, nakolik se buněčná smrt podílí na složení společenstva a zda-li se její význam mění během diurnálního cyklu.

2011–2014, reg. č. GA ČR P504-11-2182: Exkrece rozpuštěného organického uhlíku fytoplanktonem a jeho vztah ke složení bakterioplanktonu, řešitel Jiří Nedoma.

Cílem projektu je studovat druhově specifické interakce mezi fytoplanktonem a bakterioplanktonem zprostředkované rozpuštěným organickým uhlíkem (DOC) uvolňovaným fytoplanktonem v přirozeném vodním ekosystému. Vzájemné vztahy mezi faktory prostředí, složením, biomasou a nutričním stavem(P-deficience) fytoplanktonu, kvantitou a kvalitou DOC uvolňovaného fytoplanktonem, a jejich dopadem na složení bakteriálního společenstva, budou studovány v podélném profilu eutrofní vodní nádrže Římov v průběhu tří následujících sezón. P-deficience bude měřena pomocí obratu rozpuštěného ³³P fosfátu, fyziologický stav fytoplanktonu pomocí variabilní fluorescence, primární produkce a exkrece a složení DOC pomocí ¹⁴C metody, taxonomické složení bakterioplanktonu pomocí CARD-FISH.

2010-2013, reg. č. GAČR EEF/10/E011: Funkční role a divergence ekotypů u vodních ultramikrobakterií - Aktinobakterie skupiny AcI, řešitel Jan Jezbera.

Plánujeme vyhodnocení funkčních rozdílů a podobností mezi třemi důležitými skupinami sladkovodních baktérií, jmenovitě Polynucleobacter necessarius klastrem, AcI a LD12 klastrem. V první řadě hodláme hledat rozdíly v metabolismu uhlíku v genomech jednotlivých kmenů a jejich preference pro daný susbstrát. Za druhé se chceme zaměřit na rhodopsinové geny u LD12 a AcI klastrů, protože naznačují rozdílnou roli těchto skupin v ekosystémových procesech narozdíl od P.necessarius, který tyto geny nemá. Za třetí plánujeme výzkum genů kódujících povrchové proteiny, které jsou praděpodobně zodpovědné za zvýšenou resistenci Aktinobakterií vůči predaci prvoků. Hodláme studovat přítomnost, expresi a diversitu těchto tří skupin mikrobů v jezerech a provést odpovídající experimenty: konkrétně příjmy substrátů, růstové experimenty na světle a ve tmě, predaci prvoky na bakteriích s chemicky odstraněnými povrchovými proteiny. Předpokládáme také, že tzv. dělení ekotypů existuje u všech sladkovodních ultramikrobakterií a toto hodláme testovat kvantifikací rozdílných genotypů pomocí real-time PCR.Vyhodnocení funkčních rozdílů a podobností mezi třemi důležitými skupinami sladkovodních baktérií - Polynucleobacter necessarius, AcI a LD12 klastrem pomocí sekvenace jejich genomů a následných laboratorních i in situ experimentů. Pomocí real-time PCR metodiky kvantifikovat jednotlivé genotypy.

2013-2017, reg. č. GA ČR 13-00243S: Charakteristiky životních strategií vybraných skupin Betaproteobacteria ve vztahu k jejich roli v přenosu uhlíku do vyšších trofických hladin, řešitel Karel Šimek.

Navrhujeme výzkum životních strategií bakterií a charakteristik genomu reprezentativních kmenů ze dvou klíčových skupin Betaproteobacteria, rodu Limnohabitans a rodu Polynucleobacter, jejichž ekofyziologické vlastnosti a pro ně typická vodní prostředí jsou velmi odlišná. Předpokládáme, že různé druhy těchto skupin bakterií, které jsou početné v přírodních vodách, se liší jak růstovým potenciálem, tak i rychlostí, s jakou jsou pohlcovány bičíkovci. Právě interakce bakterie - fagotrofní bičíkovci také významně ovlivňuje jejich roli v toku uhlíku do vyšších trofických úrovní. Úspěšně jsme izolovali velkou sbírku kmenů z obou cílových skupin bakterií, která umožní studium jejich diverzity, ekologických a genomických charakteristik. Navrhujeme soubor specifických in situ pokusů, které usnadní testovat fyziologické charakteristiky a přenos uhlíku z testových skupin (ale i z jednotlivých kmenů) bakterií do bičíkovců v pěti různých nádržích a jezerech. Tato data přinesou nové náhledy do životních strategií planktonních bakterií a umožní i určitou revizi jejich současných konceptů.