Biofyzika, biochemie a ekofyziologie rostlin

Tento hlavní směr výzkumu je interdisciplinární, zastřešuje výzkumné aktivity v oblasti biofyziky, biochemie a ekofyziologie asimilačního aparátu rostlin, které realizuje skupina Biofyziky působící na Katedře fyziky PřF OU. Jedná se o mezinárodní tým, který se specializuje na studium vlivu abiotických faktorů prostředí (především intenzita a spektrální složení světla a teplota) na strukturu a funkci asimilačního aparátu vyšších rostlin, zejména ve vztahu k procesu fotosyntézy. Cílem je komplexně pochopit regulační a ochranné mechanismy související s přizpůsobováním fotosyntetického aparátu stresovým podmínkám prostředí na molekulární úrovni. K dosažení tohoto cíle tým využívá široké spektrum moderních experimentálních metod biofyziky, biochemie a molekulární biologie, jako jsou pokročilá optická spektroskopie k detailní analýze pigment-proteinových komplexů, vysokotlaká kapalinová chromatografie pro separaci a kvantifikaci metabolitů, hmotnostní spektrometrie pro strukturní charakterizaci biomolekul nebo RT-qPCR pro analýzu genové exprese. V současné době jsou hlavními oblastmi studia charakterizace vlastností lipidické fáze biologických membrán, strukturně-funkční analýzy membránových systémů a proteinů, oxidativní stres a antioxidační mechanismy u rostlin v kontextu abiotických stresů. Významnou částí výzkumu je také vývoj nových metodických přístupů k detekci reaktivních forem kyslíku a oxidativního poškození biologických membrán a jejich komponent. S ohledem na perspektivní využitelnost zmíněných metod v dalších biologických a biomedicínských oborech je ambicí týmu v rámci projektu LERCO nadále prohlubovat a posilovat mezikatedrální spolupráci na PřF (zejména s Katedrou biologie a ekologie v oblasti molekulární biologie a genomiky) a rovněž mezifakultní spolupráci s Lékařskou fakultou OU v oblasti hematoonkologického výzkumu. Detailnější popis výzkumného zaměření týmu je uveden na webových stránkách skupiny Biofyziky.

Výzkumné týmy a zapojení pracovníci:

Významné projekty za posledních 5 let:

  • 2023-2027: LERCO – Life Environment Research Center Ostrava. Ministerstvo životního prostředí ČR CZ.10.03.01/00/22_003/0000003 (vedoucí výzkumného programu 2 Biochemické a biofyzikální metody analýzy biologických systémů, část Biofyzika: prof. RNDr. Vladimír Špunda, CSc.)
  • 2023-2025: Identifikace a charakterizace struktur souvisejících s odlišnými fázemi lipidů tylakoidních membrán rostlin. GA ČR 23-07744S (řešitel Dr. Győző Garab, DSc.)
  • 2021-2024: Optimalizace technologie úpravy kalů z komunálních čistíren odpadních vod s ohledem na jejich chemické a mikrobiální složení a schopnost zadržovat vodu s cílem jejich bezpečného využití na zemědělském a lesním půdním fondu. Ministerstvo zemědělství ČR QK21010300 (spoluřešitel Mgr. Daniel Vrábl, Ph.D.)
  • 2021-2023: Světlem-indukované ochranné mechanismy zprostředkované nízko-molekulárními metabolity a jejich úloha v odolnosti rostlin vůči vysokým teplotám a suchu. GA ČR 21-18532S (řešitel prof. RNDr. Vladimír Špunda, CSc.)
  • 2019-2021: Vliv nedvouvrstevných lipidů a nelamelární fáze lipidů na strukturu, dynamiku a funkci tylakoidních membrán rostlin. GA ČR 19-13637S (řešitel Dr. Győző Garab, DSc.)

Významné publikace:

  • Garab G, Böde K, Dlouhý O, Násztor Z, Karlický V, Dér A, Špunda V (2025) Lipid polymorphism of plant thylakoid membranes. The dynamic exchange model – facts and hypotheses. Physiol Plant 177: e70230
  • Böde K, Trotta A, Dlouhý O, Javornik U, Paakkarinen V, Fujii H, Domonkos I, Zsiros O, Plavec J, Špunda V, Aro E-M, Garab G (2025) Lipid phase behaviour of the curvature region of thylakoid membranes of Spinacia oleracea. Physiol Plant 177: e70289
  • Böde K, Javornik U, Dlouhý O, Zsíros O, Biswas A, Domonkos I, Šket P, Karlický V, Ughy B, Lambrev PH, Špunda V, Plavec J, Garab G (2024) Role of isotropic lipid phase in the fusion of photosystem II membranes. Photosynth Res 161: 127-140
  • Volná A, Červeň J, Nezval J, Pech R, Špunda V (2024) Bridging the Gap: From Photoperception to the Transcription Control of Genes Related to the Production of Phenolic Compounds. Int J Mol Sci 25: 7066
  • Pech R, Volná A, Špunda V, Nezval J (2024) Blue light as an important factor increasing plant tolerance to acute photooxidative stress. Env Exp Bot 226: 105923
  • Vrábl D, Nezval J, Pech R, Volná A, Mašková P, Pleva J, Kuzniciusová N, Provazová M, Štroch M, Špunda V (2023) Light Drives and Temperature Modulates: Variation of Phenolic Compounds Profile in Relation to Photosynthesis in Spring Barley. Int J Mol Sci 24: 2427
  • Garab G, Yaguzhinsky LS, Dlouhý O, Nesterov SV, Špunda V, Gasanoff ES (2022) Structural and functional roles of non-bilayer lipid phases of chloroplast thylakoid membranes and mitochondrial inner membranes. Prog Lipid Res 86: 101163
  • Pech R, Volná A, Hunt L, Bartas M, Červeň J, Pečinka P, Špunda V, Nezval J (2022) Regulation of phenolic compound production by light varying in spectral quality and total irradiance. Int J Mol Sci 23: 6533
  • Štroch M, Karlický V, Ilík P, Ilíková I, Opatíková M, Nosek L, Pospíšil P, Svrčková M, Rác M, Roudnický P, Zdráhal Z, Špunda V, Kouřil R (2022) Spruce versus Arabidopsis: different strategies of photosynthetic acclimation to light intensity change. Photosynth Res 154: 21-40
  • Karlický V, Kmecová Materová Z, Kurasová I, Nezval J, Štroch M, Garab G, Špunda V (2021) Accumulation of geranylgeranylated chlorophylls in the pigment-protein complexes of Arabidopsis thaliana acclimated to green light: effects on the organization of light-harvesting complex II and photosystem II functions. Photosynth Res 149: 233-252

Zveřejněno / aktualizováno: 28. 04. 2026