Botanický ústav AV ČR,
v. v. i.

Taxonomické oddělení

18. 11. 2020

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace

Výzkum Taxonomického oddělení je zaměřen na široké spektrum otázek fylogeneze a evoluce, taxonomie, genetické variability a mikroevoluce, druhové diverzity České republiky a dalších vybraných světových oblastí, v neposlední řadě na ochranu genofondu. Podle objektu studia je výzkum organizován do dvou hlavních badatelských skupin:

Systematika a taxonomie cévnatých rostlin

Studium systematiky a taxonomie cévnatých rostlin je cíleno do čtyř základních směrů výzkumu:

  • Studium druhové diverzity České republiky a dalších vybraných regionů světa. Výstupem jsou flórová díla, seznamy a atlasy rozšíření. Taxonomické oddělení je hlavním koordinátorem projektu Květena České republiky. Zároveň plní roli Národní kontaktní centrum pro řadu významných mezinárodních projektů.
  • Taxonomické monografie shrnující poznatky získané jak na základě klasických taxonomických metod, tak metod molekulární biologie. V celosvětovém měřítku nebo v oblastech významného centra diverzity jsou monograficky zpracovávány vybrané rostlinné skupiny JuncaceaePotamogetonaceae, rody HieraciumMyosotis aTaraxacum).
  • Studium fylogeneze a evoluce na úrovní druhů až čeledí (Juncaceae,PotamogetonaceaeHieraciumTaraxacum).
  • Studium genetické variability a mikroevoluce.
    Studovány jsou otázky speciačních procesů (ElytrigiaJuncusPotamogeton, Tragopogon), polyploidních komplexů (MyosotisHieracium a agamických skupin (HieraciumTaraxacum).

Účastníme se

Species Plantarum – Flora of the World
Flora of China
Flora Nordica
Flora Hellenica
Flora Iberica
Flora of the Ladakh
Flora Slovenska
Určovací kluč papraďorostov a semenných rostlin Slovenska
Exkursionsflora für Österreich
Exkursionsflora von Deutschland. Band 4, Gefasspflanzen: Kritischer Band
Skupina pro studium fylogeneze a evoluce čeledi Juncaceae
Hieracium study group

Koordinujeme

Květena České republiky
Klíč k určování cévnatých rostlin

Seznamy

Seznam vyšších rostlin květeny České republiky
Chromozomové počty taxonů flóry České a Slovenské republiky
Databáza papraďorostov a semenných rostlin Slovenska
Euro+Med

Atlasy

Fytokartografické syntézy
Atlas ostružiníků České republiky – připravuje se
Atlas Florae Europae 1-14

Národní kontaktní centrum mezinárodních projektů:

Euro+Med
European Network for Biodiversity Information ENBI
Atlas Florae Europae
Species Plantarum – Flora of the World

Systematika, taxonomie a ekologie lišejníků a hub

Lichenologie

  1. Studium druhové diverzity
    • Katalog lišejníků ČRKatalog lišejníků České Republiky (A. Vězda, J. Liška) vyd. Botanický ústav AV ČR, Průhonice, 1999. 283 p. Práce shrnuje více než dvousetletou historii lichenologických výzkumů na dnešním území ČR. Obsahuje kompletní bibliografii našich i zahraničních prací (více než 800 prací), soupis druhů s veškerou synonymikou a excerpcí literatury (citace ke každému taxonu). Katalog tak poprvé umožňuje posoudit biodiversitu lišejníků ČR (udáváno je celkem 1534 druhů v 255 rodech.Objednávky: H. Zbuzková, ved. knihovny Botanického ústavu AV ČR, 252 43 Průhonice. Cena: 135 Kč, cizina 14 EUR, resp. 15.80 USD, pro SR 160 Kč (cena bez poštovného).
    • terénní výzkum ČR, zemí střední, severní, jihovýchodní Evropy aj.
    • soupis typů druhů lišejníků popsaných z ČR (projekt IAA600050712)
  2. Studium taxonomie využívající vedle klasických metod chemické analýzy (TLC), elektronovou mikroskopii (SEM) a molekulárně genetickou analýzu
    • LeprariaLecanoraTrapeliopsis 
  3. Studium systematiky
    • molekulárně genetické metody různých skupin a jejich příbuznost (OmphalinaTrypetheliaceae)
  4. Studium chorologie a ekologie
    • rozšíření vybraných taxonů a změny rozšíření a jeho příčiny
  5. Ochrana lišejníků
    • Červený seznam lišejníků
    • průzkum chráněných území (Šumava, Muráňská planina, Bukovské vrchy aj.)

Mykologie

Mykologická skupina se zabývá studiem systematiky a taxonomie lignikolních nestromatických peritheciálních askomycetů a jejich dematiových hyfomycetových anamorf. Ke studiu se využívají fylogenetické přístupy, založené na detailních morfo-taxonomických a kultivačních studiích, molekulárním výzkumu ITS, jaderné SSU a LSU rDNA a RPB2, strukturální fylogenezi a predikci sekundárních (2D) struktur pro zkvalitnění alignmentu, který tak umožní začlenění fylogenetického signálu i z nejasně seřazených homologiích úseků sekvencí.
Askomycety představují největší známou skupinu hub, která je typická velkou morfologickou variabilitou a přítomností v různých ekosystémech a geografických oblastech. Detailní znalosti teleomorfy a anamorfy, dvou rozdílných reprodukčních fází životního cyklu, jsou nezbytné pro řešení problémů souvisejících s biologií, ekologií, taxonomií a fylogenezí těchto mikroorganismů. Jednotlivé úkoly a cíle výzkumu jsou proto utvářeny tak, aby řešily systematické a fylogenetické otázky týkající se málo fylogeneticky prozkoumaných skupin, peritheciálních askomycetů, integraci taxonomie anamorfy a telemorfy do životního cyklu askomycetů a aby přispívaly k celkové integraci anamorfních hub do „botanického systému“.
Hlavní výzkumné aktivity jsou soustředěny na světovou monografii rodu Chaetosphaeria a jeho anamorf a molekulárně-taxonomickou studii saprofytických hub z Ceratostomellakomplex. Současný výzkum rovněž zajišťuje studium biodiverzity mikroskopických lignikolních saprofytických hub v porostech s přirozenou skladbou vegetace.

Oddělení populační ekologie

18. 11. 2020

Pochopení ekologie a genetiky přírodních populací je hlavním cílem výzkumu na našem oddělení. To zahrnuje výzkum na mnoha různých úrovních s využitím široké škály modelových organizmů a systémů. Zatímco naše primární zaměření je na bylinná a travinná společenstva na otevřených stanovištích v rámci střední Evropy, několik našich projektů sahá i nad tento rámec. Některé projekty tak probíhají i v dalších částech světa jako jsou Norsko, Nepál, Himaláje nebo Kanárské ostrovy.

Více podrobností o výzkumu a jednotlivých lidech na našem oddělení najdete na anglické verzi stránek ZDE.

Databáze všech výzkumných projektů řešených na oddělení.

Oddělení mykorhizních symbióz

18. 11. 2020

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace

Studium mykorhizních symbióz má v Botanickém ústavu více než dvacetiletou tradici, od roku 2003 v rámci samostatného oddělení.

Naším tradičním tématem je vliv arbuskulární mykorhizy na růst rostlin v degradovaných půdách. Zajímá nás však i diverzita a role arbuskulární mykorhizy v přirozených ekosystémech, věnujeme se mykorhize erikoidní, ektomykorhize a interakci mykorhizních hub s půdními saprofytickými houbami.

Kompletní informace o našem oddělení získáte na na adrese: https://www.ibot.cas.cz/mykosym

Oddělení GIS a DPZ

18. 11. 2020

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace | Detailní web (EN)

Oddělení GIS a DPZ se zabývá aplikací Geografických informačních systémů (GIS) a Dálkového průzkumu země (DPZ) v botanice. Formálně byla založena v červnu 2007, ale využívání geoinformačních technologií bylo na půdě  Botanického ústavu rozvíjeno již od roku 1998 v rámci Geobotanického oddělení. Zaměření na zpracování a analýzu prostorově vázaných dat určuje velmi široké pole potenciálního využití, z nichž je možné jmenovat například: i) mapování vegetace i jednotlivých druhů, ii) odvozování vztahů mezi florou, vegetací a faktory prostředí, iii) analýza prostorového uspořádání (pattern) a prostorových vztahů sledovaných objektů, iv) analýza časoprostorových změn, v) mikroklima v lese. Laboratoř poskytuje jak servisní práce při podpoře řešení projektů v ostatních odděleních ústavu, tak vyvíjí vlastní vědeckou činnost zaměřenou především na sledování dlouhodobých změn populací a společenstev a jejich prostorové struktury na různých prostorových škálách s využitím dat DPZ, terénního měření a jejich zpracování v prostředí GIS a prostorově explicitního modelování. Laboratoř disponuje kompletním softwarovým vybavením pro analýzu vektorových a rastrových dat a zpracování dat DPZ (ArcGIS a vybrané extenze; PCI Geomatica Prime 10.0 s modulem Orthoengine; eCognition Developer 9.2, ENVI), tak zařízením pro terénní měření polohy (GNSS Trimble decimetrovou přesností a mapovací sestavu Field-Map) a spektrální odrazivosti (Spectral Evolution Full Range Portable Spectroradiometer).

Významné projekty

Témata

Sledování dlouhodobých změn s využitím dat DPZ

Dálkový průzkum Země (DPZ), využívající časové řady leteckých i družicových snímků, nabízí mnoho informací o vývoji a změnách krajiny, jejího využití, obhospodařování, a umožňuje sledovat změny vegetace a antropogenní vlivy na ni. U nás se vzhledem k prostorovému rozlišení a dostupnosti tradičně v botanice využívají především snímky letecké. Historické snímky pocházejí jednak z archívu AOPK (zaměřené na CHKO a NP), jednak z archívu VGHMÚř Dobruška, který obsahuje panchromatické snímky od 40. do 90. let v přibližně desetiletých intervalech. Současné snímky poskytuje VÚGTK Praha a soukromé subjekty (ARGUS GEO Systém, Geodis atd.). Letecké snímky lze využít i pro studium dynamiky šíření jednotlivých druhů, jsou-li tyto dostatečně výrazné, aby je bylo možno na snímcích rozeznat.

Vývoj invaze bolševníku velkolepého (Heracleum mantegazzianum), význam prostorového a časového měřítka

Málokdy je možné při výzkumu invazních druhů určit počátek invaze. Letecké snímky, dokumentující invazi Heracleum mantegazzianum v CHKO Slavkovský les v letech 1947-2006, umožňují kvantifikovat rychlost šíření a analyzovat populační dynamiku druhu. Z archivních i současných snímků byl analyzován průběh invaze druhu na 10 lokalitách CHKO Slavkovský les v 11 termínech. V současné době se projekt rozšířil na celé území CHKO. V době květu a na počátku plodu (od června do srpna) lze druh na leteckých snímcích snadno rozpoznat. Informace, zaznamenávané na leteckých snímcích za využití terénních pozorování byly – plocha zamořená bolševníkem, doba počátku invaze, charakteristiky invadovaného stanoviště, intenzita kvetení bolševníku, a struktura invadovaného porostu. Zamoření porostu je vztaženo k době od počátku invaze a získané regresní křivky jsou využity ke stanovení rychlosti šíření.

Informace o vývoji invaze, získané ze snímků a trvalých ploch, jsou podkladem pro tvorbu matematických modelů invaze. Naměřené hodnoty rychlosti šíření bolševníku jsou srovnatelné s nejagresivnějšími invazními druhy jinde ve světě a silný vliv rychlosti šíření na velikost zamořené plochy napovídá, že druh není výrazně limitován místními podmínkami prostředí. To naznačuje, že podmínky prostředí nejsou pro rostlinu zásadní.

Müllerová J., Pyšek P., Jarošík V. & Pergl J. (2005): Aerial photographs as a tool for assessing the regional dynamics of the invasive plant species Heracleum mantegazzianum.- Journal of Applied Ecology 42 (6):1-12.

Nehrbass N., Winker E., Müllerová J., Pergl J., Pyšek P. et Perglová I. (2007): A simulation model of plant invasion: long-distance dispersal determines the pattern of spread.- Biol. Invasions, 9:383-395.

Pyšek, P., Jarošík, V., Müllerová, J., Pergl. J. et Wild. J. (2008): Comparing the rate of invasion by Heracleum mantegazzianum at continental, regional, and local scales. Diversity Distrib. 14:355–363.

Prostorově explicitní modelování

Studium dynamiky mnoha přírodních systémů ať už na populační či ekosystémové úrovni je často komplikováno obtížným získáním základních dat o studovaných objektech, obecně krátkými dobami dostupných sledování a nereprezentativností dat (často jsme schopni sledovat jednu z mnoha populací či nepatrnou část území). Ve všech těchto případech nám může pomoci vytvoření modelu daného systému. V terénu neproveditelné dlouhodobé sledování je nahrazeno rychlou počítačovou simulací. Ta umožňuje testovat mnoho scénářů dynamiky (kombinací parametrů) a analyzovat vliv jednotlivých parametrů na dynamiku modelu. Výsledky simulací ukazující stav systému v konkrétním čase mohou být porovnány s pozorovaným stavem reálného systému a na základě shodného pattern (např. prostorového uspořádání, věkové struktury apod.) pak lze vybírat nejpravděpodobnější scénáře i kombinace parametrů. Je třeba ale brát v úvahu ne vždy jednoznačnou vazbu mezi zjištěným pattern a procesy, které vedou k jeho vzniku. Simulace nemohou zcela nahradit terénní pozorování, a jejich výsledkem není exaktní stanovení v terénu neurčitelných parametrů, ale spíše odhad určitého rámce, ve kterém se mohou hodnoty sledovaných parametrů pohybovat.

Koexistence klečo-travinné mozaiky na hřebenech Krkonoš

Vegetace vrcholových plató subalpínského pásma Krkonoš je tvořena mozaikou klečových porostů a travinné vegetace. Dnešní podoba mozaiky je výsledkem silných antropických vlivů působících již od 14. století a zahrnujících kácení a opětovné vysazování kleče horské (Pinus mugo) a pasení i kosení travinné vegetace. Především z intenzity exploatace klečových porostů v průběhu staletí pak dovozují původní rozšíření kleče v těchto polohách. Přesto zůstává otázka přirozeného zastoupení kleče ve vegetaci vrcholových partií Krkonoš stále otevřená a aktuální. Nové studie ukazují, že zastoupení a charakter klečových porostů výrazně ovlivňují druhové složení a celkovou diverzitu ekosystému. Studium mechanismů koexistence takto odlišných životních forem – keřů a travin – je zajímavá i z čistě teoretického hlediska.

Klíčem k pochopení vztahů mezi složkami klečo-travinné mozaiky a tím i k odhadu jejich přirozeného zastoupení může být studium dlouhodobé populační dynamiky jednotlivých. Vzhledem k dlouhověkosti kleče v kombinaci s keřovitou formou růstu a schopností klonálního šíření je však velmi obtížné použít klasické přístupy populační ekologie založené na sběru demografických dat. Vytvořili jsme proto počítačový prostorově explicitní, individuálně orientovaný model.

Model simuluje dynamiku keřů na úrovni individuí a travinné vegetace a sukcesních ploch na úrovni patchů. Intraspecifická kompetice je modelována pomocí zón vlivu – field of neighbourhood (FON). Modelováno je území o velikosti 50 x 50 m rozdělené na buňky o velikosti 25 x 25 cm. Parametry modelu byly určeny jak z terénních měření tak pomocí simulací a porovnání modelovaného prostorového pattern s reálným. Také byl simulován vliv disturbancí na dynamiku klečo-travinné mozaiky.

Model predikuje možnost dlouhodobé koexistence kleče a travinné vegetace udržované vztahem kompetitor – kolonizátor typu: colonization-competition trad-off. Disturbance působené především gradací hmyzích defoliátorů vychylují poměr zastoupení druhů v mozaice, ale nejsou nezbytně nutné pro její udržení.

Wild J. et Kyncl T. (2004): Studium dynamiky přirozené klečo-travinné vegetace pomocí prostorově explicitního modelu – předběžné výsledky. In: Štursa J., Mazursky K. R., Palucki A. & Potocka J. (eds.), Geoekologické problémy Krkonoš. Sborn. Mez. Věd. Konf., Listopad 2003, Szklarska Poręba. Opera Corcontica, 41: 441–451.

Wild J. et Winkler E. (2008): Krummholz and grassland coexistence above the forest-line in the Krkonoše Mountains: Grid-based model of shrub dynamics. Ecological Modelling 213: 293-307.

Oddělení evoluční biologie rostlin

18. 11. 2020

Oddělení vzniklo v roce 2017 spojením dvou do té doby separátních oddělení, která se zabývala obdobnou problematikou – Oddělení genetické ekologie a Oddělení průtokové cytometrie. Nově vzniklá skupina je specializována na výzkum rozličných aspektů evoluce rostlin na mnoha hierarchických úrovních: počínaje I) změnami na úrovni jedinců a jejich genomů (horizontální přenos genů, endopolyploidizace, cytogenetika), přes II) studium mikroevolučních procesů na úrovni populací (interakce mezi cytotypy, fylogeografie, atd.), III) výzkum vzájemných vztahů na druhové úrovni (evoluce diploidně-polyploidních komplexů, hybridní speciace, molekulární systematika, atd.), až po IV) detekování evolučních sil uplatňujících se na rodové a vyšší úrovni (např. důvody rozdílné radiace).

Hlavním předmětem výzkumu jsou vlastní evoluční procesy a jejich vliv na rozpoznávanou biodiverzitu. Geograficky je výzkum zacílen především na Eurasii, rovníkové Andy a Kapskou květennou oblast. Základním principem práce je kombinace terénních, experimentálních a laboratorních přístupů. Nedílnou součástí oddělení je laboratoř průtokové cytometrie.

Pokusné zahrady

16. 11. 2020

Pokusná zahrada v průhonickém areálu Chotobuz slouží vědeckým oddělením ke shromažďování a pěstování rostlin z přírody a k experimentům s rostlinným materiálem. V neposlední řadě slouží zahrada již 15 let k záchrannému pěstování dnes již vyhynulého druhu české květeny, Ostericum palustre (matizna bahenní). V poslední době se využívá zejména k:

  • pěstování rostlin pro jejich taxonomické hodnocení za podmínek eliminujících jejich proměnlivost, způsobenou vlivem různého prostředí na přirozených stanovištích;
  • experimentům zjišťujícím reprodukční způsob a dědičnost (záměrná křížení a pěstování potomstva)
  • experimentům zjišťujícím biologické vlastnosti rostlin za definovaných a známých podmínek prostředí.

Zahrada je z velké části využívána i pro krátkodobější udržení rostlinných kultur, zpracovávaných ve zdejších laboratořích (laboratoř průtokové cytometrie, laboratoř isozymových analýz a laboratoř analýzy DNA). Vybavení pokusné zahrady umožňuje pěstování rostlin jak na venkovních plochách (část z nich má vybudovaný závlahový systém), tak ve čtyřech sklenících, z nichž dva jsou v zimě vytápěny. Obdobná zahrada zaměřená především na pěstování vodních a mokřadních rostlin je součástí třeboňského pracoviště.

Laboratoře molekulární biologie

16. 11. 2020

Lidé 

Laboratoře molekulární biologie vznikly od 1. 1. 2018 sloučením Laboratoře analýzy DNA s Laboratoří populační genetiky. Zajišťují vědcům z BÚ moderní zázemí potřebné pro analýzu DNA u rostlin a hub. Nabízejí široké spektrum technik izolace DNA z různých zdrojů (např. listů, kořenů, herbářových položek, houbových kultur, půdy) v různě velkých souborech (až po stovky vzorků), vybavení pro analýzu délky fragmentů DNA, Real-Time PCR, přípravu knihoven pro NGS a klonování. Kromě technického a materiálového vybavení zajišťuje personál laboratoří podporu při přípravě a řešení výzkumných projektů, a to od konzultací až po supervizi, analýzu dat a publikování výsledků, v závislosti na tématu a typu spolupráce.

Předmětem výzkumu je široké spektrum otázek v rámci ústavní vědecké činnosti (viz Vědecká oddělení), na které lze odpovědet s pomocí DNA markerů. Jde např. o objasnění příbuzenských vztahů mezi druhy, molekulární identifikaci druhů a hybridů, vývoj specifických molekulárních markerů pro jiné než modelové organismy, pochopení molekulární evoluce a intragenomických procesů, analýzu struktury populací a společenstev, modely introgrese apod.

Vedoucí laboratoře: Dr. Judith Fehrer

Analytické laboratoře

16. 11. 2020

Chemické analýzy jsou v Botanickém ústavu prováděny na dvou pracovištích, v analytických laboratořích v Průhonicích a v Třeboni. Obě laboratoře zajišťují analýzy pro potřeby ústavních grantů, doktorandské a diplomové práce s návazností na tyto granty i externí zakázky převážně pro pracoviště vysokých škol, institucí pro ochranu životního prostředí a ostatních ústavů AV ČR. Spektrum prováděných rozborů je limitováno přístrojovým vybavením, které se laboratoře snaží doplňovat a modernizovat podle potřeb zadavatelů. Metodiky používané v laboratořích BÚ jsou orientovány ke kompatibilitě s mezinárodními normami ISO, v případech sledování návaznosti výsledků na předešlé odběry, jsou respektovány původní metody. Pracovním programem laboratoří je kromě servisní činnosti i zavádění a modifikace nových metod a poskytování konzultací a odborné pomoci studentům vysokých škol.

Laboratoř Průhonice

Analytická laboratoř v Průhonicích provádí rozbory půd a rostlinného materiálu jednak z hlediska zjišťování celkového i dostupného obsahu nutričních analytů – vápníku, hořčíku, draslíku a dalších biogenních makro- i mikroelementů, jednak stanovení obsahu řady stopových prvků působících v půdách i rostlinách kontaminačně. Typickým zadáním jsou i srovnávací analýzy půdy a rostlinného biomasy ze stejné lokality pro sledování transportu živin a stopových prvků. Pro tyto analýzy jsou v laboratoři používány především fyzikálně chemické metody: pro stanovení kovů atomová absorpční spektrometrie s plamenným a elektrothermickým režimem, stanovení základních aniontů se provádí metodami UV-vis spektrometrie, izotachoforézy a průtokové fotometrické analýzy FIA, stanovení obsahu nekovových prvků (dusíku, uhlíku a síry) elementární analýzou a uhličitanů volumetrickou metodou. Chemické rozbory půd jsou doplňovány zrnitostní analýzou, stanovením pH, elektrické konduktivity, výměnné acidity, obsahu vody a organických látek. Pro zajištění validity výsledků laboratoř využívá komerčních standardů a referenčních materiálů a účastní se pravidelně mezilaboratorních srovnávacích testů. Na odborném programu laboratoře se kromě analýz pro granty pracovníků Botanického ústavu významně podílejí i práce pro potřeby Přírodovědecké fakulty UK, včetně poskytování instrukcí a pracovního prostředí při praktických cvičeních i individuálním zaškolení studentů do jednotlivých metodik.

Laboratoř Třeboň

Analytická laboratoř v Třeboni je zaměřena převážně na analýzy přírodních vod prováděných formou jednotlivých zakázek i monitoringu. V poslední době laboratoř rozšiřuje spektrum svých prací i na půdní analýzy, zejména na stanovení fyzikálně chemických parametrů. Ve vodách jsou zde prováděny především analýzy aniontů (dusičnany, dusitany, amonné ionty, fosforečnany) a humínových látek. Ke stanovení obsahu těchto analytů jsou používány metody průtokové fotometrie FIA a extrakční fotometrie. Laboratoř pravidelně ověřuje jejich validitu v mezilaboratorních testech ASLAB a CSLAB. Nabídka analýz vod je v současnosti doplňována dalšími metodami: odměrným stanovení síranů a stanovení chlorofylu trichromatickou metodou, průběžně jsou prováděna měření pH, elektrické konduktivity, chemické a biochemické spotřeby kyslíku, neutralizační kapacity, obsahu rozpuštěných a nerozpuštěných látek, ztráty žíháním a dalších parametrů. Kromě chemických analýz je v laboratoři prováděn i screening vzorků řas pomocí miniaturizovaných biotestů (stanovení toxicity a trofického potenciálu). Dlouhodobě se laboratoř podílí na zajišťování pravidelných kurzů UNESCO organizovaných třeboňským pracovištěm BÚ a ekologických aktivitách Komise pro životní prostředí rady města Třeboň při monitorování kvality vod.

Laboratoř Brno

Analytická laboratoř v Brně slouží jako analytické zázemí při řešení grantových projektů Botanického ústavu. Laboratoř je součástí Společného pracoviště s Přírodovědeckou fakultou Masarykovy univerzity v Brně a je využívána také studenty a pracovníky PřF MU. Disponuje jedním laborantem.
Laboratoř provádí několik typů analýz rostlinného a půdního materiálu a vzorků vody. Jde o základní analýzy lyzimetrických vod – stanovení hodnot pH, vodivosti a obsahu vápníku a hořčíku klasickou metodou chelatometrie. Uskutečňuje se také zpracování půdních vzorků pro analýzy (sušení, přesívání, mletí). U půdních vzorků se stanovuje pH (v H2O a KCl) a množství organické hmoty spalováním. Laboratoř je vybavena sušícími boxy a moderními váhami ke stanovení hmotnosti sušiny nadzemní i podzemní biomasy. Je zde zázemí k praní kořenů, plavení půdních sedimentů a rozboru zrnitostních frakcí. Laboratoř rovněž slouží ke třídění nadzemní biomasy a nerozložených opadů rostlin a k jejich přípravě pro chemické analýzy (mletí vzorků), které jsou zadávány mimo laboratoř.

Oddělení ekologie invazí

14. 10. 2020

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace

Oddělení ekologie invazí vzniklo roku 2005 jako důsledek dlouhodobé pozornosti věnované v Botanickém ústavu problematice nepůvodních, člověkem zavlečených rostlin. Výzkum, probíhá v široké spolupráci s předními zahraničními odborníky, odráží současný stav oboru ve světě a je soustředěn na aktuální, v současné době intenzivně studovaná témata.

Zde naleznete seznam aktuálních i bývalých členů oddělení. Dále jsou zde osobní stránky Petra Pyška a Jana Pergla.

Oddělení je zapojeno do celoevropských programů sledujících nepůvodní a invazní druhy (podílelo se např. na projektu ALARM a na vzniku databáze DAISIE), provozuje databázi české flóry s důrazem na nepůvodní rostliny, studuje teoretické základy invazního procesu a klasifikace zavlečených druhů, zabývá se makroekologickými zákonitostmi rozšíření nepůvodních druhů, principy invazibility stanovišť a příčinami invazního chování druhů. Zabývá se také ekologií jednotlivých významných invazních druhů české flóry. Terénní výzkum je kombinován s experimentálními přístupy a využíváním historických údajů.

Faktory určující úspěšnost naturalizace a rozšíření nepůvodních druhů

O úspěšné naturalizaci (zdomácnění) zavlékaných druhů rozhoduje řada faktorů, vedle invazivnosti druhů a invazibility stanovišť zejména tlak propagulí, intenzita lidské činnosti, doba uplynuvší od zavlečení a ekologické, geografické a klimatické podmínky v příslušném území. Tyto faktory pak určují druhovou bohatost a složení nepůvodní flóry dotyčného území. Tato problematika je v oddělení studována v rámci projektů ALARM a DAISIE na různých škálách, od regionální po globální.

Invazivnost rostliných druhů a invazibilita rostlinných společenstev

Otázka, které vlastnosti rostlinných druhů jsou při invazi výhodné a jak ovlivňují její výsledek je řešena pomocí databázových analýz velkého počtu druhů, ale také s využitím vlastních komparativních dat. V současné době byla získána podrobná data o reprodukčních charakteristikách velkého počtu zavlečených druhů české druhů. Důraz je kladen také na výzkum invazibility rostlinných společenstev na různých typech stanovišť. Výzkum se opírá jak o původní, v terénu získaná data, tak o databázové analýzy; ve spolupráci s MU Brno je využívána rozsáhlá národní databáze fytocenologických snímků. Vliv vlastností druhů a stanoviště na výsledek invaze je studován především v rámci projektu 6. rámcového programu EU ALARM.

Případové studie invazních druhů

Případové studie invazí jednotlivých druhů představují klíčový zdroj informací, nezbytných k odhalení mechanismů podmiňujících úspěšnou invazi. V rámci evropského projektu 5. rámcového programu GIANT ALIEN začalo podrobné studium bolševníku velkolepého (Heracleum mantegazzianum), které pokračuje. Častým přístupem používaným na oddělení je srovnání blízce příbuzných invazních a neinvazních druhů (křídlatky – Fallopia, pupalky –Oenothera) jež umožňuje částečně odfiltrovat variabilitu spojenou s životní formou a fylogenetickým postavením. V současné době se věnujeme srovnávacímu výzkumu druhů rodu Impatiens (netýkavka). Experimentální přístupy a terénní výzkum jsou kombinovány s informacemi o historických aspektech jednotlivých invazí.

Databáze zavlečených rostlin České republiky

Od roku 1999 je budována databáze zavlečených druhů flóry ČR, která obsahuje informace o jejich současném výskytu, historii šíření a biologických a ekologických vlastnostech. Celkem je registrováno 1378 druhů; nepůvodní druhy tvoří zhruba třetinu flóry ČR. Databáze patří k nejpodrobnějším v Evropě a je využívána v probíhajících projektech evropských rámcových programů, zaměřených na biologické invaze (ALARM, DAISIE). Je průběžně aktualizována a využívána k analytickým studiím historie zavlékání a vlivu vlastností na invazní schopnosti rostlin. Na oddělení vznikla též databáze invazních dřevin DAWIS.

DAISIE: databáze invazních rostlin a živočichů Evropy

Pracovníci oddělení se v letech 2005–2008 v rámci projektu 6. rámcového programu DAISIE (www.europe-aliens.org) podíleli na vybudování celoevropské databáze invazních rostlin a živočichů, která obsahuje údaje o nepůvodních druzích rostlin, bezobratlých živočichů a obratlovců v suchozemském i vodním prostředí z více než 50 regionů Evropy.

Výzkum sukcese a jeho využití v praxi 

Výzkum vegetační sukcese se soustřeďuje na hledání principů obecně platných na člověkem vytvořených či silně ovlivněných stanovištích ve střední Evropě. V Botanickém ústavu se podařilo shromáždit unikátní data o dlouhodobém průběhu sukcese na mnoha různých typech stanovišť. Z aplikovaného hlediska je významná formulace principů, jež se vztahují k využití spontánní sukcese při rekultivačních procesech na člověkem vytvořených a narušovaných stanovištích. 

Optická laboratoř

13. 10. 2020

Optická laboratoř byla založena v roce 1999 s cílem usnadnit přístup průhonických oddělení Botanického ústavu k moderním pozorovacím a analytickým technikám v oblasti mikroskopie. V oblasti světelné mikroskopie dnes nabízí širokou skupinu metod pozorování, včetně fluorescence, Nomarského diferenciálního interferenčního kontrastu, fázového, či reliéfního kontrastu. Obraz z mikroskopů a binokulární lupy je digitálně snímán a dále upravován, či analyzován; k dispozici je řada měření, možnost zvýrazňovat hledané struktury v obraze (např. chromozomy v buňkách, spóry, mykorhizní útvary), apod. Okrajově se laboratoř zabývá ještě skenováním a makrofotografií (např. za účelem digitalizace herbářových položek). V roce 2004 rozšířila laboratoř svůj záběr také o oblast rastrovací elektronové mikroskopie.

Elektronová mikroskopie

V laboratoři nainstalovaný rastrovací elektronový mikroskop Quanta 200 americko-holandské firmy FEI umožňuje detailní pozorování a snímání topografie vzorků při zvětšeních světelnou optikou nedosažitelných (rozlišení: až 3,5 nm, rozsah zvětšení: 6x až 1mil.x; pro živé vzorky bez preparace je maximum cca 50tis.x). Laboratoř se specializuje zejména na zviditelňování, identifikaci nebo analýzu mikrostruktur povrchu biologických preparátů (např. povrchu listů, semen a kořenů vyšších rostlin, mycelia a spór či konidií hub nebo lišejníků), a to většinou v jejich přirozené, pokovením ani jinými preparačními zásahy nepozměněné podobě. Podmínky dovolující zkoumání nevodivých biologických vzorků bez preparace (prostředí nasycené vodními parami až do tlaku 2600 Pa, chlazení až do –20°C) otevírá tzv. ESEM technologie (environmentální skenovací elektronová mikroskopie), kterou mikroskop vedle již standardních režimů vysokého a nízkého vakua nabízí. Při vhodném chlazení vzorku je tak možno pozorovat i poměrně snadno zničitelné preparáty, jako jsou některé druhy lišejníků nebo korunní lístky květů vyšších rostlin. Botanický ústav patří v ČR mezi první instituce, které začaly technologii typu ESEM využívat ve výzkumu biologických materiálů. Snímky z elektronového mikroskopu jsou, podobně jako tomu je u světelné mikroskopie, ukládány v digitální podobě s možností dalších softwarových úprav a analýz