Centrum pro algologii

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace

Výzkum Centra pro algologii je soustředěn do tří základních oblastí:

Celá řada terénních i laboratorních metod je vyvíjena pro molekulárně-biologické taxonomické studie, pro sledování vlivu abiotických i biotických faktorů na morfologii, variabilitu a strukturu buněk, pro studium fyziologických a biochemických charakteristik extrémofilních fototrofních mikroorganismů a pro studium pozorování životních cyklů sinic a řas. Výzkum probíhá nejen v České republice, ale i na mnoha speciálních lokalitách po celém světě, kde pracovníci Botanického ústavu spolupracují s vynikajícími zahraničními pracovišti. Vědci a doktorandi z Centra pro algologii také pracují na české polární stanici J. G. Mendela na ostrově James Ross (Antarktida) a stanici v zátoce Billefjorden na západním břehu Petuniabukta, Isfjorden (centrální Svalbard), na jejichž vybudování se Botanický ústav významně podílel.

Řasy a sinice jsou sbírány a studovány v širokém spektru podmínek od tropů po polární ekosystémy. Vyizolované kmeny jsou uchovávány ve sbírce autotrofních organizmů CCALA. V letech 2002–2004 se CCALA zapojila do evropského projektu COBRA (The COnservation of a vital European scientific and Biotechnological  Resource: microAlgae and cyanobacteria) zaměřeného na dlouhodobé uchovávání kmenů sinic a řas v kapalném dusíku. Dnes CCALA nabízí 172 kmenů sinic, 345 kmenů řas a 142 kmenů mechorostů. Většina kmenů je uchovávána v růstových kulturách a současně i zamražena v kapalném dusíku.

Pro všechny zájemce o sinice a řasy byly ve spolupráci s Katedrou botaniky Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity připraveny stránky „Sinice a řasy

Taxonomie sinic a řas

Klasické taxonomické studie sinic a řas jsou propojovány se širokou škálou elektronmikroskopických a molekulárně biologických přístupů jako tzv. polyfázická taxonomie. Výsledkem jsou moderní, komplexní ale současně i prakticky použitelné určovací klíče a monografie, např. významné a uznávané klíče řady Süsswasserflora von Mitteleuropa. Molekulárně biologické experimentální metody umožnily také hlubší vhled do problematiky taxonomie Cyanobakterií, do mechanizmů adaptability a diverzifikačního procesu a koincidence strukturních, molekulárních a biochemických znaků. Byla založena moderní světová databáze cyanobakterií CYANODB.

Další významnou skupinou řas studovanou v Třeboni jsou rozsivky. Výzkum druhového složení rozsivek třetihorní vrstvy diatomitů v severočeských nalezištích vedl k doplnění údajů pro rekonstrukci prostředí a jeho změn v mladé geologické historii této oblasti. Byly vydány dva díly klíče pro určování centrických sladkovodních rozsivek, první díl zaměřený na čeledi MelosiraceaeOrthoseiraceaeParaliaceae a Aulacoseiraceae a druhý díl na čelediMelosiraceae a Aulacoseiraceae. Třetí díl orientovaný na rod Cyclotella sensu lato se nyní připravuje.

Ekologie a ekofyziologie sinic a řas v extrémních podmínkách

Dlouhodobý výzkum v polárních oblastech byl završen vytvořením českých polárních stanic v Antarktidě a Arktidě. Z několika mezinárodních expedic na Špicberky a do Antarktidy byl získán materiál ke studiu taxonomie a diverzity řas polárních oblastí. Byla též získána data o přizpůsobení sinic a řas k extrémním podmínkám a ekologii nárostových řas v tocích. Otevřely se zde nové možnosti studovat ekologii kryosestonních společenstev, endolitických organismů, lišejníků a řas jezer, která slouží jako refugia oligotrofních druhů potoků a pramenů. Řada prací se zaměřuje na sukcesi nově odledněných lokalit. Některé pokusy v terénu probíhají v unikátních kultivačních zařízeních, kde je možno ovlivňovat základní podmínky a sledovat reakce řas na předpokládané změny životních podmínek.

Výzkum v horských oblastech je zaměřen na molekulárně-genetické a ekofyziologické studie sněžných řas (kryoseston, protože tyto řasy představují vynikající model pro studium adaptací na nízkou teplotu, vysokou ozářenost a vysokou hladinu UV záření a mohou sloužit jako zdroj biotechnologicky zajímavých látek. V letech 2005 – 2007 byly sledovány vlivy lidské činnosti na fytobentos potoků Šumavy – Bavorského lesa, Krkonoš a Jeseníků. Nejvíce ovlivňovala fytobentos šumavských a krkonoššských potoků acidifikace, průmyslové a domácí odpady a zemědělství, nebyl pozorován významný vliv dopravy.

Studie ekologie a biodiverzity termofilních a tropických sinic ve spolupráci s institucemi z Brazílie, Bulharska, Jižní Afriky, Švédska a USA osvětlily četné ekologické zvláštnosti a rozšíření mnohých druhů. Vybrané termofilní kmeny jsou testovány na produkci biotechnologicky zajímavých látek – termofilní sinice Arthronema africanum by mohla být využita pro produkci fykocyaninu, pigmentu využívaném v potravinářském a kosmetickém průmyslu.

Fyziologie a biochemie sinic a řas

Fyziologické a biochemické práce se soustřeďují na studium vlivu fyzikálních (teplota, světlo, UV záření) a chemických (salinita, těžké kovy, antibiotika) faktorů na růst, fotosyntézu, produkci biotechnologicky zajímavých látek, jako polynenasycené mastné kyseliny či karotenoidy, a cytoskelet (kostra buňky). Výsledky fyziologických a biochemických studií jsou využívány Centrem pro bioindikaci a revitalizaci, kde je třeboňská skupina odpovědná za vývoj nových metodik biotestů, izolaci kmenů sinic a řas z extrémních lokalit a jejich screening na přítomnost biologicky aktivních látek a testování využití řas produkujících tukové kapénky, zejména Trachydiscus Botryosphaerella, pro dočišťování vod v ČOV Třeboň.