Dlouhodobě vysoké teploty ovlivňují zrání semen a celistvost semenného pláště u Brassica napus

Unnikannan Prabhullachandran, M.Sc.

Disertační práce

Long-term high temperatures affect seed maturation and seed coat integrity in Brassica napus

Anotace:

Změna klimatu způsobená globálním oteplováním ohrožuje celosvětovou potravinovou bezpečnost a je jedním z hlavních problémů jednadvacátého století. Růst při dlouhodobě zvýšených teplotách vážně ovlivňuje produkci řepky (Brassica napus) jako agronomicky významné plodiny. Cílem této studie je zjistit, jak vysoké teploty ovlivňují vývoj rostlin, se zaměřením na reprodukční zdatnost a vlastnosti semen. Bylo zjištěno, že takový růst při dlouhodobě zvýšených teplotách vede k iniciaci termomorfogeneze jako stresové reakce rostlin, která způsobuje zrychlený vývoj embryí, aborty semen a fenotyp praskání semenného obalu (SCR), a tím ovlivňuje celkový výnos semen. Výskyt SCR vyvolaný vysokou teplotou u odrůdy Topas cv. souvisí s předčasnou modifikací buněčné stěny matečného obalu semen a zrychleným vývojem embrya ve fázi zrání semen. Tato práce se snažila zabývat chybnou regulací mechanosenzoriky semenného pláště indukovanou vysokou teplotou u B. napus ve fázi zrání semen a poskytnout tak hodnotné informace o vývoji semen a zlepšení výnosu plodiny.

Abstract:

Climate change induced by global warming threatens global food security and is one of the major concerns in the twenty-first century. As an agronomically important crop, prolonged growth at elevated temperatures severely impacts Brassica napus (canola) production. This study aims to determine how high temperatures affect the development of plants, focusing on reproductive fitness and seed characteristics. We observed that such growth at long-term elevated temperatures leads to the initiation of thermomorphogenesis as a plant stress response, causing accelerated embryo development, seed abortion, and seed coat rupture (SCR) phenotype, thus affecting the overall seed yield. The high temperature-induced occurrence of SCR in Topas cv. is associated with untimely modification of the cell wall of the maternally derived seed coat and accelerated embryo development during the seed maturation phase. This work tried to address high temperature-induced misregulation of the seed coat mechanosensing in B. napus during the seed maturation phase, providing resourceful information on seed development and improving crop yield.

Keywords

Thermomorphogenesis, Brassica napus, seed development, ABA, Seed coat rupture, Cell wall, Pectin, Mechanosensing. Termomorfogeneze, vývoj semen, praskání semenného obalu, buněčná stěna, pektin, mechanosenzorika.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 2. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 2. 2025
• Vedoucí: Ph.D. Helene Robert Boisivon
• Oponent: Mgr. Iva Mozgová, Ph.D., prof. Ing. Petr Smýkal, Ph.D., Benoit Landrein, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Vědy o živé přírodě / Vědy o živé přírodě