Národní úložiště šedé literatury

Plant-herbivore interactions along ecological gradients in tropical rainforest: Drivers of network structure and specialisation
REDMOND, Conor
2019 - English This thesis concerns the community ecology of Lepidopteran herbivores and their host plants in rainforests of Papua New Guinea. We specifically focus on examining the drivers of plant-herbivore interaction network structure and herbivore specialisation across rainforest succession and elevation. Using one of the most comprehensive and unique datasets of its kind, gathered using a 'whole forest' approach, we investigate how networks are structured in young secondary, mature secondary and primary forest. Furthermore, we revisit a classic ecological question, exploring specialisation of herbivores and how abiotic and biotic factors might influence this. We show that an understanding of host community properties including phylogeny, physical structure and theorised defensive investment can be used to explain interaction network structure. We also find that specialisation changes with elevation, guild type and habitat use in ways which are difficult to predict. We finish by analysing and presenting our relatively novel methodological approach. It is our hope that it can gain wider adoption thus facilitating broader comparative studies. This thesis concerns the community ecology of Lepidopteran herbivores and their host plants in rainforests of Papua New Guinea. We specifically focus on examining the drivers of plant-herbivore interaction network structure and herbivore specialisation across rainforest succession and elevation. Using one of the most comprehensive and unique datasets of its kind, gathered using a 'whole forest' approach, we investigate how networks are structured in young secondary, mature secondary and primary forest. Furthermore, we revisit a classic ecological question, exploring specialisation of herbivores and how abiotic and biotic factors might influence this. We show that an understanding of host community properties including phylogeny, physical structure and theorised defensive investment can be used to explain interaction network structure. We also find that specialisation changes with elevation, guild type and habitat use in ways which are difficult to predict. We finish by analysing and presenting our relatively novel methodological approach. It is our hope that it can gain wider adoption thus facilitating broader comparative studies. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Plant-herbivore interactions along ecological gradients in tropical rainforest: Drivers of network structure and specialisation

This thesis concerns the community ecology of Lepidopteran herbivores and their host plants in rainforests of Papua New Guinea. We specifically focus on examining the drivers of plant-herbivore ...

REDMOND, Conor
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of Ixodes ricinus salivary proteins
CHLASTÁKOVÁ, Adéla
2022 - English Ticks are highly specialized obligate ectoparasites whose life cycle is fully dependent on obtaining a blood meal from a host. To prevent blood clotting and counteract the host's immune and wound healing responses, ticks secrete saliva, containing hundreds to thousands of proteins and non-proteins, into the feeding cavity. This thesis focuses on deciphering the function of three serpins (inhibitors of serine proteases) expressed in the salivary glands of the European tick Ixodes ricinus. Iripin-1, Iripin-3, and Iripin-8 were produced in the Escherichia coli expression system, and their effects on the immune response were evaluated using various in vitro assays and a mouse model of acute inflammation. Furthermore, the thesis involves one review article that summarizes the role of serpins in tick physiology and tick-host interaction. Keywords: tick saliva; Ixodes ricinus; serpin; immune response; inflammation Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Anti-inflammatory and immunomodulatory activities of Ixodes ricinus salivary proteins

Ticks are highly specialized obligate ectoparasites whose life cycle is fully dependent on obtaining a blood meal from a host. To prevent blood clotting and counteract the host's immune and wound ...

CHLASTÁKOVÁ, Adéla
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2022

Rybí biometrie s využitím metod počítačového vidění
BEKKOZHAYEVA, Dinara
2022 - English Nowadays, individual fish identification is made by tagging. Tagging is an invasive method of fish identification that can cause injuries to fish and stress to them, leading to increased mortality. Tagging is a time consuming and expensive identification way. The disadvantages of this method are obvious. To solve those problems, identification from the images could be used. Image-based fish individual identification is an excellent alternative. It is cheap, fast and not stressful to the fish. Fish identification from images is widely used in species identification. But not many studies deal with the identification of individual fish. All described reasons motivate us to work toward individual fish identification from the images as a substitute for fish tagging. We have done complex research with different fish species, different data collection conditions, and long-term perspective identification. In chapter 2, we tried the first attempt to automatically identify individuals of ornamental fish Sumatra barb Puntigrus tetrazona in an aquarium. Fish were freely moved in an aquarium with water; the green background was used to do the fish segmentation. Totally 43 individuals were used in this experiment. Identification accuracy was 100% and supported us to continue with the next step experiment. The next step was to increase the number of photographed fish to 330 fish. We used the commercially important Atlantic salmon Salmo salar in this study. We have tested different visible patterns on the fish body, such as dots on the body (chapter 3) and the iris of the eye (chapter 5). The duration of the experiment was six months. In this study, different data collection conditions were tested. Images of fish underwater in an aquarium and out of the water in a photo tent were taken. For the pictures of the fisheye, we used a micro-camera. The best results obtained from those experiments were 100% accuracy for the dot approach and HOG parametrization methods and 95% for fisheye data. The last experiment in this dissertation (chapter 3) was done to prove that the fish species which have no obvious pattern on the body, such as Sumatra barb (black vertical stripes) and Atlantic salmon (dots on the body), could be identified non-invasively from the images. European seabass Dicentrarchus labrax and common carp Cyprinus carpio were used in this study to prove this idea. Totally 300 seabass and 32 carp were photographed out of the water to get high-quality data. Together with the short-term experiment, we collected long-term data (two months for seabass and four months for carp). Different parts of the body were tested for identification (lateral line, scale pattern, operculum). Surprisingly, the identification results were high enough (100% for both species, even for the long term experiments) to conclude that the photo-identification works with species without an obvious pattern on a body. The conclusion supported by the results of the experiments is that the automatic photo-identification of individual fish is possible using machine vision. Data processing and identification procedure were fully automated. The approach works for species with and without an obvious pattern in the body (Sumatra barb, Atlantic salmon, European seabass and common carp), and it is useful for long term individual identification. The method can be used as a substitute for invasive fish tagging. Nejpoužívanější metodou identifikace ryb je jejich značkování. Značkování je invazivní metoda identifikace ryb, která může rybám způsobit zranění a stres, což vede k zvýšení jejich úmrtnosti. Invazivní značkování je časově náročný a nákladný způsob identifikace. Nevýhody této metody jsou zřejmé. Možnou alternativou invazivní identifikace je neinvazivní identifikace z digitálních fotografií ryb. Jedná se o levné a rychlé řešení, které ryby nestresuje. Tento postup se používána při klasifikaci jednotlivých druhů. Identifikací jednotlivých ryb se ale zabývá pouze pár studií. Popsané výhody nás motivovali k práci na individuální identifikaci ryb ze snímků jako náhradě za značkování ryb. Provedli jsme sérii experimentů, které dohromady tvoří komplexní výzkum ověřující identifikaci jednotlivců pro různé druhy ryb, různé podmínky sběru dat a dlouhodobou možností identifikace založenou na obrázcích. První experiment je popsán v kapitole 2, kdy jsme provedli test identifikace jedinců okrasných ryb Sumatra barb Puntigrus tetrazona v akváriu. Ryby se volně pohybovaly v akváriu s vodou a bylo použito zelené pozadí k segmentaci ryb. V tomto experimentu bylo použito celkem 43 jedinců. Úspěšnost identifikace byla 100 % a prokázala použitelnost navržené metody pro další vývoj. Dalším krokem bylo zvýšení počtu ryb na 330 a otestování dlouhodobé stability vzorů použitých pro identifikaci. V této studii jsme použili komerčně významný druh ryb: lososa atlantického Salmo salar. Testovali jsme různé viditelné vzory na těle ryb, jako jsou tečky na těle (kapitola 3) a oční duhovka (kapitola 5). Obrázky vzorů byly fotografovány po dobu šesti měsíců pro ověření jejich stability. V této studii byly testovány různé podmínky sběru dat. Byly pořízeny snímky ryb pod vodou a mimo vodu ve foto stanu pro stanovení vlivu kvality dat na úspěšnost identifikace. Vytvořili jsme dvě metody pro identifikaci. Specializovaná metoda pro parametrizaci polohy teček na těle dosáhla dlouhodobé úspěšnosti 100%. Obecná metoda využívající parametrizaci textury dosáhla úspěšnosti 95%. Stabilita vzoru v oku se ukázala jako velmi nízká pro dlouhodobou identifikaci. Poslední experiment našeho výzkumu (kapitola 4) byl proveden s cílem otestovat, zda je možné použít vytvořenou metodu pro druhy ryb, které nemají na těle žádný zjevný vzor (tečky či pruhy). K prokázání této hypotézy byl v této studii použit mořský okoun Dicentrarchus labrax a kapr obecný Cyprinus carpio. Celkem bylo vyfotografováno 300 mořských okounů a 32 kaprů mimo vodu. Společně s krátkodobým experimentem jsme shromáždili dlouhodobá data (dva měsíce pro mořského okouna a čtyři měsíce pro kapra). Pro identifikaci byly testovány různé části těla (boční čára, vzor šupin, skřele). Úspěšnost identifikace byla pro oba druhy 100% a bylo prokázáno, že metodu je možné využít i pro druhy bez zjevného vzoru. Pro okouna byla nositelem unikátnosti postranní čára a pro kapra to byl vzor samotných šupin. V rámci svého výzkumu jsem vytvořila automatickou metodu pro detekci a identifikaci ryb využívající vzory na těle ryb pro jednoznačnou identifikaci. Metoda funguje se 100% úspěšností jak pro druhy ryb s jasnými vzory na těle, tak pro druhy bez těchto vzorů. Prokázala jsme i dlouhodobou stabilitu těchto vzorů pro identifikaci jednotlivců stejného druhu. Vytvořená metoda může být použita jako náhrada aktuálně používané invazivní metody značkování ryb. Všechna data získaná v rámci experimentů jsou nabízena v rámci otevřeného přístupu pro další rozvoj této oblasti výzkumu. Keywords: precizní chov ryb; strojové vidění; identifikace individuálních ryb; neinvazivní identifikace. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Rybí biometrie s využitím metod počítačového vidění

Nowadays, individual fish identification is made by tagging. Tagging is an invasive method of fish identification that can cause injuries to fish and stress to them, leading to increased mortality. ...

BEKKOZHAYEVA, Dinara
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2022

Host specificity, genetic variability and genealogy in populations of model parasite species
MARTINŮ, Jana
2019 - English Parasites represent one of the most common ecological strategies and host-parasite coevolution belongs among the major processes governing evolution of biodiversity on the global scale. Genetic structure and diversity of populations of parasites and their hosts, and their genetic connectivity are the key elements in long-term population survival and evolution. Host switches often disturb the parallel evolution of interacting taxa, even in highly host-specific parasites. Evaluation of importance of the degree of intimacy between parasites and hosts is not a trivial task, because evolutionary patterns observed today were formed by an interplay of many (sometimes previously unforeseen) historical and ecological factors. To reveal the mechanisms of coevolution between parasites and their hosts, inter- and intra-specific genealogical structures in three model systems were analyzed: namely, the sucking lice Polyplax serrata and Apodemus hosts, chewing lice of the genus Menacanthus and endoparasitic coccidean genus Eimeria from Apodemus mice. Parasites represent one of the most common ecological strategies and host-parasite coevolution belongs among the major processes governing evolution of biodiversity on the global scale. Genetic structure and diversity of populations of parasites and their hosts, and their genetic connectivity are the key elements in long-term population survival and evolution. Host switches often disturb the parallel evolution of interacting taxa, even in highly host-specific parasites. Evaluation of importance of the degree of intimacy between parasites and hosts is not a trivial task, because evolutionary patterns observed today were formed by an interplay of many (sometimes previously unforeseen) historical and ecological factors. To reveal the mechanisms of coevolution between parasites and their hosts, inter- and intra-specific genealogical structures in three model systems were analyzed: namely, the sucking lice Polyplax serrata and Apodemus hosts, chewing lice of the genus Menacanthus and endoparasitic coccidean genus Eimeria from Apodemus mice. Keywords: koevoluce; hostitelská specifita; Polyplax; Apodemus; Eimeria; Menacanthus Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Host specificity, genetic variability and genealogy in populations of model parasite species

Parasites represent one of the most common ecological strategies and host-parasite coevolution belongs among the major processes governing evolution of biodiversity on the global scale. Genetic ...

MARTINŮ, Jana
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Manipulace zárodečných buněk jako nástroj pro management a produkci izogenních linií u ryb
FRANĚK, Roman
2019 - English Isogenic lines in fish represent a fundamental approach to control the genetic background of experimental animals. All individuals from a given isogenic line share the same genotype. So far, isogenic fish lines have been produced only by repeated uniparental inheritance - androgenesis and gynogenesis. Homozygous progeny is produced in the first generation of uniparental inheritance, and each homozygous individual produces a different isogenic line after second generation of uniparental inheritance. Despite optimized procedures for inducing uniparental inheritance, isogenic lines have been successfully produced in only a few species of fish. Doubled haploids after first uniparental inheritance have affected fitness as well as reproductive performance. Long-term maintenance is considerably problematic even when isogenic line is established already, due to low viability and poor reproductive characteristics. The situation is further complicated by the fact that isogenic lines are usually naturally monosex, thus uniparental inheritance must be re-used for further reproduction, or sex reversal needs to be applied in part of isogenic line. Several types of germ cell manipulation were performed in presented thesis. Protocols for cryopreservation of spermatogonia and oogonia have been developed and optimized to maximize post-thaw viability. The physiological activity of cryopreserved cells was confirmed by transplantation into a surrogate host. Cryopreserved and subsequently transplanted cells retained colonization activity comparable to non-frozen control germ cells. More importantly, male germ cells were able to transdifferentiate from oogonia. The success of transplantation was confirmed by detection of expression of genes associated with gametogenesis in carp by RT-PCR. In the next study, the results of cryopreservation experiments were followed, where sterile goldfish was identified as a suitable host for homozygous carp cells. Germ cells obtained from several homozygous individuals were individually transplanted into sterile goldfish. This procedure has a potential to increase the chance of producing a viable gamete for isogenic line production. Germ cells from homozygotes with affected gametogenesis can be transferred to fully viable recipients, thereby increasing the efficiency of isogenic line production overall. In addition, the use of a goldfish as a surrogate parent will ensure that part of the germline chimeras will be male and female, thus isogenic gametes of both sexes can be obtained and no further intervention for further reproduction of the isogenic line. The suitability of triploid zebrafish, which can potentially be used as recipients for cells from homozygotes to produce isogenic lines, has been confirmed for zebrafish. Spermatogonia and oogonia from diploid donors were transplanted into artificially induced triploid larvae. Donor-derived sperm was were obtained upon maturation of triploid recipients. Transplanted oogonia transdifferentiated into spermatogonia and spermatozoa with female sex chromosomes have been produced, which may be of interesting for further studies of sex determination in zebrafish. A new germline transfer technique has been developed using striped embryos. Donor cells were transplanted from the blastula stage to the swim-up larvae. With this approach, undifferentiated primordial germ cells were able to colonize the genital groove and initiate gametogenesis. After reaching sexual maturity, germline chimeras were obtained with gametes and viable progeny. Although the overall efficacy of this method was lower compared to other transplantation methods, this study may be of relevance for germline rescue in poorly viable embryos or lethal mutants. Izogenní linie ryb představují základní možnost kontroly genetického pozadí pokusných organismů, jelikož všichni jedinci z dané izogenní linie sdílejí stejný genotyp. Izogenní linie ryb byly dosud produkovány pouze opakovanou uniparentální dědičností - androgenezí a gynogenezí. V první generaci je produkováno homozygotní potomstvo, následně každý homozygotní jedinec po opětovné indukci uniparentální dědičnosti produkuje odlišnou izogenní linii. Navzdory optimalizovaným postupům pro indukci uniparentální dědičnosti byly izogenní linie úspěšně produkovány pouze u několika druhů ryb. Jejich dlouhodobé udržování je značně problematické z důvodu nízké životaschopnosti a nepříznivých reprodukčních charakteristik. Situace je dále komplikována tím, že izogenní linie jsou zpravidla přirozeně monosexní, kdy pro další reprodukci je nutné znovu použít uniparentální dědičnosti, nebo provést zvrat pohlaví u části jedinců. V této dizertační práci bylo provedeno několik typů manipulací se zárodečnými buňkami. Byly vyvinuty a optimalizovány protokoly pro kryokonzervaci spermatogonií a oogonií za účelem maximalizace jejich životaschopnosti po rozmrazení. Fyziologická aktivita kryoprezervovaných buněk byla potvrzena transplantací do náhradního hostitele. Kryoprezervované a následně transplantované buňky si v porovnání s nezamraženou kontrolou zachovaly srovnatelnou kolonizační aktivitu, byly schopny se transdiferenciovat ze spermatogonií na oogonie. Úspěch transplantace byl následně potvrzen detekcí exprese genů spojených s gametogenezí u kapra pomocí RT-PCR. V další studii byly zárodečné buňky z homozygotních donorů kapra obecného transplantovány do náhradních rodičů - karas obecný zlatá forma, kteří byli sterilizováni pomocí tlumení exprese genu zodpovědného za vývoj a migraci zárodečných buněk. Tento postup má potenciál zvýšit šanci na produkci životaschopný gamet. Zárodečné buňky homozygotů s různým stupněm poškození gameteogeneze mohou být přeneseny do plně životaschopných hostů a tím celkově zvýšit efektivitu produkce izogenních linií. Použití karase zlatého jakožto náhradního rodiče navíc zajistí, že část chimér zárodečné linie budu samci a část samice, tím pádem budou produkovány gamety obou pohlaví a pro další reprodukci izogenní linie nebude nutné dalších zásahů, které jsou běžně nutné pro udržitelnost izogenní linie. Vhodnost triploidních recipientů pro transplantaci zárodečných buněk, kteří mohou být potenciálně použity jako recipienti pro buňky z homozygotů za účelem produkce izogenních linií, byla potvrzena u kaprovitých ryb na modelu dánia pruhovaného. Spermatogonie a oogonie z diploidních donorů byly transplantovány do uměle indukovaných triploidních larev. Po dosažení pohlavní dospělosti byly získány spermie původem z transplantovaných buněk donora. Oogonie se transdiferenciovaly do spermatogonií a byly produkovány spermie s pohlavními chromozomy samic, které mohou být zajímavé pro další studie determinace pohlaví u dánia pruhovaného. Dále byla vyvinuta nová technika pro přenos zárodečné linie linií byla vyvinuta s použitím embryí dánia pruhovaného. Buňky dárce byly transplantovány ze stádia blastuly do rozplavaných larev. S tímto přístupem byly nediferencované primordiální zárodečné buňky schopny kolonizovat genitální rýhu a zahájit gametogenezi. Po dosažení pohlavní dospělosti chimér zárodečné linie byly získány gamety a životaschopné potomstvo. Ačkoli celková účinnost této metody byla ve srovnání s jinými transplantačními metodami nižší, tato studie může mít význam pro záchranu zárodečné linie u málo životaschopných embryí nebo letálních mutantů. Keywords: Izogenní linie; Kapr obecný; Dánio pruhované; Zárodečné buňky; Náhradní reprodukce; Kryoprezervace Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Manipulace zárodečných buněk jako nástroj pro management a produkci izogenních linií u ryb

Isogenic lines in fish represent a fundamental approach to control the genetic background of experimental animals. All individuals from a given isogenic line share the same genotype. So far, isogenic ...

FRANĚK, Roman
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Úloha některých proteinů při zmrazování spermatu ryb
XIN, MiaoMiao
2019 - English Sperm damage during cryopreservation is considered a major obstacle to the expansion of sperm storage technology in fish. In-depth knowledge of cryoinjury and cryoprotectants with respect to the quality of fish sperm can enhance future use of cryopreservation. We used antifreeze proteins as cryoprotective agents to improve the quality of frozen/thawed spermatozoa, along with optimization of cryopreservation protocols. Reviews vitrification, a promising cryopreservation technique for fish sperm storage. Vitrification requires rapid cooling/warming, small volume containers, and use of permeable cryoprotectants at high concentrations to solidify both intra- and extra-cellular materials. While high concentration of cryoprotectant show toxicity to cells. The quantity of permeable cryoprotectant can be reduced or eliminated by use of apparatus or techniques that dramatically increase freezing and warming rates by treating a much smaller quantity of sperm. Thus, vitrification may be more suitable for fish producing small quantities of highly concentrated sperm, but not sturgeon producing high quantities of sperm with low concentration. As second aim of the present study, proteomic methods were applied to characterize the protein profiles of sterlet spermatozoa and seminal plasma and assess their effect on spermatozoa function in conventional cryopreservation. The motility variables of cryopreserved sterlet sperm were also investigated. The motility rate of sterlet sperm significantly decreased after cryopreservation, while no difference in mean curvilinear velocity of fresh and cryopreserved sperm was detected. Six proteins were altered in seminal plasma and thirteen in spermatozoa following cryopreservation. Among them, eight proteins were positively identified: a) two (mitochondrial ATP synthase subunit alpha and heat shock protein 70) were from seminal plasma, associated with metabolism and response to stress; b) four (triosephosphate isomerase, mitochondrial ATP synthase subunit ?, glycerol-3-phosphate dehydrogenase [NAD(+)], enolase B) in spermatozoa are involved in metabolic pathways such as gluconeogenesis and glycolysis to provide efficient energy for spermatozoon movement; c) the other two (tubulin ? chain and tubulin ? chain, testis-specific) in spermatozoa are major constituents of sperm microtubules, playing important roles in the organization of the microtubule cytoskeleton. These results broaden the understanding of protein-related cryoinjury in sperm, which may help to determine the function of altered proteins and provide new insights into improving sperm cryopreservation. Since cryopreservation is known to cause lethal and sublethal damage to sperm, different concentrations of antifreeze proteins (AFPI or AFPIII) were employed as cryoprotectants. The flow cytometry analysis revealed that supplementation with antifreeze proteins was associated with significantly higher membrane integrity in cryopreserved sterlet sperm, except with the use of 0.1 ?g/ml of AFPI. However, motility rate, curvilinear velocity, straight-line velocity, and fertilization rate of frozen-thawed sperm did not differ from that without addition of antifreeze proteins. It was concluded that addition of antifreeze proteins to cryopreservation medium was the source of the protective effects on sperm plasma membrane integrity. Poškození spermií během kryokonzervace je považováno za hlavní překážku expanze technologie uchovávání spermatu ryb. Precizní znalost kryokonzervace spermatu a kryoprotektantů s ohledem na kvalitu rybích spermií může rozšířit budoucí využívání této technologie. Pro zlepšení kvality zmrazených a rozmrazených spermií byly použity antifreeze proteiny jako kryoprotektivní látky spolu s optimalizací protokolů kryokonzervace. Nejprve byla popsána vitrifikace jako slibná kryokonzervační technika pro uchovávání rybích spermií. Tradiční vitrifikace vyžaduje prudké zmrazení/rozmrazení, malé nosiče vzorků s použitím permeabilních kryoprotektantů o vysokých koncentracích, a to k vitrifikaci jak intra, tak extracelulárních kapalin. Nicméně vitrifikace rybích spermií je nepoužitelná v praktické akvakultuře, protože se používají permeabilní kryoprotektanty s cytotoxickými účinky na buňky. Množství permeabilního kryoprotektantu však může být sníženo nebo eliminováno použitím zařízení nebo technik, které dramaticky zvyšují míru zmrazení/rozmrazení ošetřením mnohem menšího množství spermií. Vitrifikace může být tudíž vhodnější pro ryby produkující malé množství koncentrovaného spermatu, ale není vhodná u jeseterů produkujících velké množství spermií s nízkou koncentrací ve srovnání s kostnatými rybami. Dále byly využity proteomické metody pro charakterizaci proteinového profilu u spermií a v semenné plazmě a studován jejich vliv na funkci spermií při konvenční kryokonzervaci. Dále byly zkoumány změny v motilitě spermií jesetera malého během kryokonzervace. Míra motility spermií jesetera malého významně poklesla po kryokonzervaci spermatu, kdežto u čerstvých a zmrazených spermií nebyl zjištěn rozdíl v průměrné nelineární rychlosti. Změna v proteinovém profilu po zmrazení byla zaznamenána celkem u šesti proteinů v semenné plazmě a u třinácti v případě spermatu. Mezi nimi bylo pozitivně identifikováno osm proteinů: a) dva (mitochondriální podjednotka ATP syntházy alfa a protein tepelného šoku 70) pocházející ze semenné plazmy, spojené s metabolismem a odpovědí na stres; b) čtyři (triosefosfát izomeráza, mitochondriální ATP syntházová podjednotka ?, glycerol-3-fosfátdehydrogenáza [NAD (+)], enolasa B) ve spermiích se podílejí na metabolických drahách jako je glukoneogeneze a glykolýza a zajišťují účinnou energii pro pohyb spermie; c) další dva (řetězec ? tubulinu a řetězec tubulinu ?, specifický pro testes) ve spermiích jsou hlavními složkami mikrotubulů spermií, které hrají důležitou roli v organizaci cytoskeletu mikrotubulu. Dosažené výsledky rozšiřují znalosti v proteinovém složení spermatu během kryokonzervace, souvisejících s jejich poškozením během zmrazení, což může pomoci určit funkci těchto změněných proteinů a poskytnout nové představy o tom, jak zlepšit kryokonzervaci spermií. Je známo, že kryokonzervace způsobuje letální a subletální poškození spermií, proto byly dále použity během kryokonzervace různé koncentrace antifreeze nemrznoucích proteinů (AFPI nebo AFPIII) jako kryoprotektantů. Analýza průtokovou cytometrií ukázala, že přidáním nemrznoucích proteinů došlo významně ke zlepšení membránové integrity spermatu jeseterů malých po kryokonzervaci s výjimkou koncentrace 0,1 ?g/ml AFPI. Ve zmrazených spermiích s přídavkem nemrznoucích proteinů však nebylo pozorováno žádné statistické zlepšení rychlosti motility, nelineární rychlosti, lineární rychlosti a fertility ve srovnání se spermiemi bez přídavku nemrznoucích proteinů. Z toho vyplývá, že přidávání nemrznoucích proteinů do kryokonzervačního média poskytuje určité ochranné účinky integritě plazmatické membrány spermií. Keywords: kryokonzervace; proteinový profil; nemrznoucí protein; sperma; jeseter Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Úloha některých proteinů při zmrazování spermatu ryb

Sperm damage during cryopreservation is considered a major obstacle to the expansion of sperm storage technology in fish. In-depth knowledge of cryoinjury and cryoprotectants with respect to the ...

XIN, MiaoMiao
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Oxidace proteinů a lipidů u ryb: dráhy, kinetika a produkty
HEMATYAR, Nima
2019 - English Fish muscle contains omega-3 fatty acids and high quality protein and other valuable nutrients. On the other hand, due to the high content of water, neutral pH, presence of PUFA and sensitive amino acids, fish muscle is a very perishable food. The progress of lipid and protein oxidation as well as interaction between the oxidation products could have a negative role during storage time. Negative effect of oxidation on the fish fillet quality has been reported by several authors, but still the pathways and products of protein oxidation owning to the diversity of the protein oxidation products is not clear. Pathways of lipid and protein interaction, target amino acids, storage conditions and also, final impact on the fish muscle quality have been investigated in this study. We examined the quality of fish muscle in common carp and perch during different storage conditions (+4°C and -20°C). Also, we compared some quality parameters in perch muscle from two different rearing systems to identify the pathways and products of oxidation. The present study investigated the oxidation progress with respect to TBARS and carbonyls as markers of lipid and protein oxidation respectively as well as contribution of PUFA on the lipid oxidation development. Further, the effect of storage conditions and oxidation on the textural and sensorial parameters were examined. Possible changes of pH, rigor index and biogenic amines, during post mortem were studied. Additionally, we performed proteomic analysis in order to investigate more deeply the protein alteration and find a correlation between protein structures and fish muscle quality. Our results showed a good stability in common carp (Cyprinus carpio) fillet during 6 months storage at -20oC. According to our results, we observed a significant decrease in the firmness of common carp muscle after 1 week and then it was constant while liquid loss increased significantly with storage time. Regarding the sensory parameters, we could not find any differences in the examined parameters in both stored raw and cooked fillets compared to the fresh one. Although, both lipid oxidation parameters (TBARS and PV) were increased significantly but it did not reach the critical level for human consumption. On the other hand, protein oxidation which is involved in WHC deterioration was increased significantly. In addition, we investigated the muscle quality of Eurasian perch (Perca fluviatilis L.) from two rearing systems (RAS and pond). During frozen and refrigerated storage, we observed a significant increase in the amount of TBARS and carbonyls in both rearing systems. Comparison between both rearing systems did not show any differences in the amount of TBARS while carbonyl was significantly higher in the RAS fillets rather than pond fillets particularly, until 4 month storage at -20oC. Also, we found a significant increase in liquid loss and considerable decrease in firmness in the fillets from both rearing systems. Our results showed higher firmness and liquid loss in the RAS fillets compared to the pond one. Proteomic analysis on the fillets from both rearing systems during frozen storage showed more stability in the RAS fillet however, western blot revealed more oxidized carbonyls in the RAS fillets rather than pond fillet specially, at time 0 and 4. Probably, formation of ice crystals and accumulation of ROS have key roles on the development of oxidation during frozen storage while enzymatic activity follow by protein degradation are important during refrigerated storage. Rybí svalovina obsahuje omega-3 mastné kyseliny, vysoce kvalitní bílkoviny a další cenné živiny. Na druhé straně představuje rybí svalovina velmi rychle se kazící potravinu díky vysokému obsahu vody, neutrálnímu pH, přítomnosti polynenasycených mastných kyselin a citlivých aminokyselin. Vyvíjející se oxidace lipidů a proteinů, jakož i interakce mezi produkty oxidace mohou představovat důležitý problém během skladování. Informace o negativním účinku oxidace na kvalitu rybího filetu byly již zveřejněny několika autory, nicméně stále nejsou jasné dráhy a produkty oxidace proteinů kvůli různorodosti produktů oxidace proteinů. V této výzkumné práci byly zkoumány dráhy interakce lipidů a proteinů, cílové aminokyseliny, podmínky skladování a také konečný dopad na kvalitu svaloviny ryb. Zkoumali jsme kvalitu rybí svaloviny u kapra obecného a okouna za různých skladovacích podmínek (+ 4°C a -20°C). Také jsme porovnávali některé kvalitativní parametry ve svalovině okouna ze dvou různých chovných systémů, abychom identifikovali dráhy a produkty oxidace. Tato práce zkoumala, jak se oxidace vyvíjí s ohledem na reaktivní látky kyseliny thiobarbiturové a karbonyly jako markerů oxidace lipidů a proteinů, a jaký podíl mají polynenasycené mastné kyseliny na rozvoji oxidace lipidů. Dále byl zkoumán vliv podmínek skladování a oxidace na texturní a senzorické parametry. V průběhu postmortálních změn byly studovány možné změny pH, rigor index a biogenní aminy. Navíc jsme provedli proteomickou analýzu, abychom mohli hlouběji prozkoumat změnu proteinů a najít korelaci mezi strukturami proteinů a kvalitou svaloviny ryb. Naše výsledky prokázaly dobrou stabilitu u filetu kapra obecného (Cyprinus carpio) během 6 měsíců skladování při teplotě -20oC. Podle našich výsledků jsme po jednom týdnu zaznamenali výrazný pokles tuhosti svaloviny u kapra obecného a poté byla konstantní, zatímco ztráta tekutiny se výrazně zvyšovala s dobou skladování. Co se týče senzorických parametrů, nenarazili jsme ve zkoumaných parametrech na žádné rozdíly u uchovávaných syrových či vařených filetů ve srovnání s čerstvými. Ačkoli byly oba parametry oxidace lipidů (TBARS a PV) významně zvýšené, nedosáhly kritické úrovně z hlediska lidské konzumace. Na druhé straně se zásadně zvýšila oxidace proteinů, která se podílí na zhoršení kapacity zadržování vody. Dále jsme zkoumali kvalitu svaloviny u okouna říčního (Perca fluviatilis L.) ze dvou chovných systémů (RAS a rybník). Během mraženého a chlazeného uchovávání jsme pozorovali významné zvýšení množství TBARS a karbonylů v obou chovných systémech. Srovnání mezi oběma chovnými systémy neprokázalo žádné rozdíly v množství TBARS, zatímco koncentrace karbonylů byla významně vyšší u filetů pocházejících z RAS než u filetů pocházejících z rybníka, zejména před uplynutím 4 měsíců skladování při -20oC. Zaznamenali jsme také značný nárůst ztráty tekutin a výrazné snížení pevnosti filetů z obou chovných systémů. Naše výsledky prokázaly vyšší tuhost a ztrátu tekutin u filetů pocházejících z RAS ve srovnání s filety pocházejícími z rybníka. Proteomická analýza filetů z obou chovných systémů ukázala větší stabilitu u filetu pocházejícího z RAS během mraženého uchovávání, nicméně imunoblot odhalil více oxidovaných karbonylů u filetu pocházejícího z RAS než u filetů pocházejících z rybníka, obzvláště v čase 0 a 4. Tvorba ledových krystalů a akumulace ROS hraje pravděpodobně klíčovou roli ve vývoji oxidace během mraženého uchovávání, přičemž enzymová aktivita následovaná rozpadem proteinů je důležitá při chlazeném uchovávání. Keywords: oxidace lipidů; oxidace proteinů; rybí filety; interakce; proteomická analýza Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Oxidace proteinů a lipidů u ryb: dráhy, kinetika a produkty

Fish muscle contains omega-3 fatty acids and high quality protein and other valuable nutrients. On the other hand, due to the high content of water, neutral pH, presence of PUFA and sensitive amino ...

HEMATYAR, Nima
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2019

Species Discrimination and Monitoring of Abiotic Stress Tolerance by Chlorophyll Fluorescence Transients
MISHRA, Anamika
2012 - English Chlorophyll fluorescence imaging has now become a versatile and standard tool in fundamental and applied plant research. This method captures time series images of the chlorophyll fluorescence emission of whole leaves or plants upon various illuminations, typically combination of actinic light and saturating flashes. Several conventional chlorophyll fluorescence parameters have been recognized that have physiological interpretation and are useful for, e.g., assessment of plant health status and early detection of biotic and abiotic stresses. Chlorophyll florescence imaging enabled us to probe the performance of plants by visualizing physiologically relevant fluorescence parameters reporting physiology and biochemistry of the plant leaves. Sometimes there is a need to find the most contrasting fluorescence features/parameters in order to quantify stress response at very early stage of the stress treatment. The conventional fluorescence utilizes well defined single image such as F0, Fp, Fm, Fs or arithmetic combinations of basic images such as Fv/Fm, PSII, NPQ, qP. Therefore, although conventional fluorescence parameters have physiological interpretation, they may not be representing highly contrasting image sets. In order to find the effect of stress treatments at very early stage, advanced statistical techniques, based on classifiers and feature selection methods, have been developed to select highly contrasting chlorophyll fluorescence images out of hundreds of captured images. We combined sets of highly performing images resulting in images with very high contrast, the so called combinatorial imaging. The application of advanced statistical methods on chlorophyll fluorescence imaging data allows us to succeed in tasks, where conventional approaches do not work. This thesis aims to explore the application of conventional chlorophyll fluorescence parameters as well as advanced statistical techniques of classifiers and feature selection methods for high-throughput screening. We demonstrate the applicability of the technique in discriminating three species of the same family Lamiaceae at a very early stage of their growth. Further, we show that chlorophyll fluorescence imaging can be used for measuring cold and drought tolerance of Arabidopsis thaliana and tomato plants, respectively, in a simulated high ? throughput screening. Zobrazování kinetiky fluorescence chlorofylu se stalo univerzálním nástrojem v základním i aplikovaném výzkumu rostlin. Tato metoda zachycuje casovou radu dvourozmerných obrazu distribuce fluorescence chlorofylu v ploše listu nebo celých rostlin v ruzné ozárenosti; typickým protokolem je kombinace aktinického svetla a saturacních pulzu. V minulosti bylo identifikováno nekolik parametru fluorescence chlorofylu, které mají fyziologickou interpretaci a jsou duležité napr. pro hodnocení zdravotního stavu rostlin a pro vcasnou detekci biotického i abiotického stresu rostlin. Zobrazování urcitých fyziologicky relevantních parametru fluorescence chlorofylu nám umožnilo zkoumat fotosyntetickou úcinnost rostlin, jejich fyziologickou odpoved v ruzných cástech listu i celých rostlin. Standardní fluorescencní indexy používají bud jeden základní fluorescencní parametr (F0, Fp, Fm, Fs), nebo aritmetickou kombinaci základních parametru (Fv/Fm, PSII, NPQ, qP). Ackoliv tyto standardní fluorescencní parametry mají fyziologickou interpretaci, jejich distribuce v ploše listu/rostiny nekdy nemusí poskytovat informaci o casné fázi stresu rostlin. Proto je nekdy duležité najít nejvíce kontrastní obrázky jiných fluorescencních parametru tak, aby kvantifikovaly stresovou reakci rostliny v její rané fázi. Pro výber vysoce kontrastních obrazu fluorescence chlorofylu ze stovek porízených snímku behem casové rady byly vyvinuty pokrocilé statistické techniky založené na klasifikátorech a feature selection metodách. Metoda combinatorial imaging vyvinutá v naší laboratori využívá kombinaci nekolika obrázku fluorescencních parametru, nezávisle na jejich fyziologické interpretaci, k vytvorení co nejkontrastnejšího obrázku pro potreby zobrazení napr. vcasné fáze stresu, rozlišení príbuzných druhu rostlin v porostu apod. Proto aplikace pokrocilých statistických metod na fluorescencní data umožnuje uspet v úkolech, kde konvencní prístupy nefungují. Tato práce se snaží poskytnout srovnání možností využití standardních fluorescencních parametru a pokrocilých statistických metod (použití ruzných klasifikátoru a feature selection metod) aplikovaných na fluorescencní data pro high-throuhput screening. Demonstrujeme použitelnost techto prístupu pro rozlišení ze trí druhu stejného rodu Lamiaceae ve velmi rané fázi rustu. Dále ukazujeme, že zobrazování fluorescence chlorofylu lze použít pri merení tolerance rostlin na chlad a sucho u husenícku (Arabidopsis thaliana) a rajcat, a to v simulovaných high-throuhput screening pokusech. Keywords: Statistical techniques of classifiers and feature selection methods; Chlorophyll fluorescence. Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Species Discrimination and Monitoring of Abiotic Stress Tolerance by Chlorophyll Fluorescence Transients

Chlorophyll fluorescence imaging has now become a versatile and standard tool in fundamental and applied plant research. This method captures time series images of the chlorophyll fluorescence ...

MISHRA, Anamika
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2012

Struktura motorové podjednotky a translokační model pro EcoR124I restrikční-modifikační komplex
LAPKOUSKI, Mikalai
2008 - English structure determination of HsdR motor subunit and translocation model for EcoR124I restriction-modification complex Řešení struktury proteinů HsdR a vytvoření translokačního modelu pro EcoR124I komplex. Keywords: krystalová struktura; HsdR; restrikčni enzymy; DNA translokace Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Struktura motorové podjednotky a translokační model pro EcoR124I restrikční-modifikační komplex

structure determination of HsdR motor subunit and translocation model for EcoR124I restriction-modification complex

LAPKOUSKI, Mikalai
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2008

Anti-oxidative stress response in Drosophila melanogaster - The role of adipokinetic hormone and adenosine
ZEMANOVÁ, Milada
2016 - English In this thesis, the phenomena of the oxidative stress (OS) and anti oxidative stress responses in insects are described in a comprehensive review, and the outcomes of the experimental work are presented. The focus of the work was on defence reactions and their putative control by the adipokinetic hormone (AKH) and adenosine in the Drosophila melanogaster model. For this purpose, we studied the effect of the paraquat (oxidative stressor) treatment on adult flies and larvae carrying mutations in Akh (Akh1) and adenosine receptor (AdoR1) genes, and in both these genes together (Akh1 AdoR1 double mutant). The initial mortality tests revealed the double mutant Akh1 AdoR1 was more sensitive to OS than either of the single mutants. The AKH synthesis under the OS condition seems to be out of the gene expression control, since the increase of an AKH amount in CNS was not linked with the stimulation of Akh gene expression after a paraquat treatment. Further, the gene expression of the antioxidant enzyme glutathione S transferase D1 (GstD1) increased rapidly with OS, though the enzyme activity increased negligibly regardless of both the OS and mutations. Interestingly, the relative expression of GstD1 gene was minimal in the double Akh1 AdoR1 mutant; thus, it was concluded that both AKH and adenosine are employed in the GstD1 gene expression control. Similarly, AKH and adenosine seem to act in tandem in glutathione (GSH) regeneration, since the GSH level was significantly lower in all untreated deficient flies with the maximal effect in the Akh1 AdoR1 double mutant; accordingly, the reduction in the GSH level was enhanced by paraquat treatment. Altogether, the important roles of both AKH and adenosine in the anti oxidative stress response in D. melanogaster were demonstrated. In this thesis, the phenomena of the oxidative stress (OS) and anti oxidative stress responses in insects are described in a comprehensive review, and the outcomes of the experimental work are presented. The focus of the work was on defence reactions and their putative control by the adipokinetic hormone (AKH) and adenosine in the Drosophila melanogaster model. For this purpose, we studied the effect of the paraquat (oxidative stressor) treatment on adult flies and larvae carrying mutations in Akh (Akh1) and adenosine receptor (AdoR1) genes, and in both these genes together (Akh1 AdoR1 double mutant). The initial mortality tests revealed the double mutant Akh1 AdoR1 was more sensitive to OS than either of the single mutants. The AKH synthesis under the OS condition seems to be out of the gene expression control, since the increase of an AKH amount in CNS was not linked with the stimulation of Akh gene expression after a paraquat treatment. Further, the gene expression of the antioxidant enzyme glutathione S transferase D1 (GstD1) increased rapidly with OS, though the enzyme activity increased negligibly regardless of both the OS and mutations. Interestingly, the relative expression of GstD1 gene was minimal in the double Akh1 AdoR1 mutant; thus, it was concluded that both AKH and adenosine are employed in the GstD1 gene expression control. Similarly, AKH and adenosine seem to act in tandem in glutathione (GSH) regeneration, since the GSH level was significantly lower in all untreated deficient flies with the maximal effect in the Akh1 AdoR1 double mutant; accordingly, the reduction in the GSH level was enhanced by paraquat treatment. Altogether, the important roles of both AKH and adenosine in the anti oxidative stress response in D. melanogaster were demonstrated. Keywords: Oxidative stress; adipokinetic hormone; adenosine; Drosophila melanogaster; paraquat; anti-oxidative response; regulation Available in the Digital Repository of University of South Bohemia. Anti-oxidative stress response in Drosophila melanogaster - The role of adipokinetic hormone and adenosine

In this thesis, the phenomena of the oxidative stress (OS) and anti oxidative stress responses in insects are described in a comprehensive review, and the outcomes of the experimental work are ...

ZEMANOVÁ, Milada
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2016