| Academiejaar: | 2010-2011 |
| Code opleidingsonderdeel: | 3BBIO-STA-04 |
| Semester: | 1e semester |
| Studiepunten: | 3 |
| Uren Studietijd: | 84 |
| Uren theorie: | 10,00 |
| Uren praktijk: | 40,00 |
| Uren andere: | |
| Deeltijds programma: | 1/2 |
| Titularis(sen) | Els Prinsen
|
| Taal waarin de cursus wordt gedoceerd: | Nederlands |
| Info semesterexamen: | examen in het 1ste semester en/of het 2de semester |
| Info contractrestrictie: | geen inschrijving onder credit- en examencontract |
1. Aanvangscompetenties (begintermen)
*Algemene competenties
Dit opleidingsonderdeel steunt op de vaardigheden en de basiskennis m.b.t. laboratoriumproeven, verwerking resultaten en rapporteren, de competenties verworven in de opleidingsonderdelen "Vorm en functie planten" en "Vorm en Functie dieren" en Chemie.
*Volgtijdelijkheid
Niet gedefinieerd
2. Eindcompetenties (eindtermen)
De student is vertrouwd met de practische aspecten van het werk in een onderzoekslaboratorium. Hij/zij kan, alleen of in groep, eenvoudige laboratoriumexperimenten plannen en uitvoeren in functie van een biologische vraagstelling. Hij/zij kan rapporteren over de uitgevoerde activiteiten.
3. Inhoud
De student(e) verwerft een inzicht in de wijze waarop in laboratoria onderzoek verricht wordt naar de fysiologie, de celbiologie en de biochemie van organismen. Nadruk ligt op het begrijpen van de vraagstelling en het uitstippelen, uitvoeren van experimenten en het interpreteren van de resultaten. Er worden technieken gebruikt als: in vitro cultuur,
microscopie, courante moleculaire biologie manipulaties, reporter-gen expressie, extractie, precipitatie, filtratie, chromatografische zuiveringstechnieken, isolatie van eiwitcomplexen en scheiding onder natieve omstandigheden, identificatie met massaspectrometrie . Van het praktisch werk wordt een verslag gemaakt dat naar correctheid en inhoud wordt geëvalueerd.
Hij/zij kiest uit één van de volgende onderwerpen:
1.De cellulaire basis van elongatiegroei van planten
2. Onderzoek naar de interactie tussen auxinen en flavonoiden in relatie tot UV-B tolerantie bij planten
3. Hormoonproductie door plant-geassocieerde microorganismen
4.De rol van GABA bij metabole depressie in de goudvis, Carassius auratus.
5.Biobeschikbaarheid en toxiciteit van sedimentgebonden metalen voor benthische zoetwater invertebraten.
6.Moleculaire biologische mechanismen van stress: toepassingen in milieutoxicologie
7.Effecten van global change op groei en stress in planten
8.De moleculaire en cellulaire basis van verschillen in bladgrootte bij Arabidopsis thaliana
9.Invloed van troposferische ozon op antioxidanten in Brassica soorten
Korte inhoud van de verschillende onderwerpen
De cellulaire basis van elongatiegroei van planten (prof. K. Vissenberg)
Celelongatie is het verschijnsel waarbij plantencellen snel in lengte toenemen. In de wortel bevinden deze cellen zich in de elongatiezone, spatiaal gescheiden tussen het meristeem en de differentiatiezone. In het donkergegroeide hypocotyl is de positie van de strekkende cellen afhankelijk van de tijd. Bij het kiemen van het zaad zijn alle cellen van het hypocotyl immers reeds gevormd, waardoor de daaropvolgende groei enkel het gevolg is van elongatie.
Het labo onderzoekt welke de mechanismen zijn die de celelongatie toelaten en hoe deze processen gecontroleerd worden. Om genen te identificeren die een rol spelen in de elongatie en om de precieze functie ervan op te helderen, wordt gebruik gemaakt van moleculair biologische, fysiologische en microscopie-technieken.
Onderzoek naar de interactie tussen auxinen en flavonoiden in relatie tot UV-B tolerantie bij planten (prof. Els Prinsen, dr. Sandra Van Oevelen)
Planten die dagelijks aan een verhoogde relatief lage dosis UV-B worden blootgesteld passen zich aan door flavonoiden te accumuleren. Deze flavonoiden bieden de nodige bescherming tegen schade bij een volgende verhoogde UV-B instraling. Wij hebben recent aangetoond dat auxinen en flavonoiden elkaar onderling beïnvloeden en dat deze interactie betrokken is bij de acclimatisatie van planten aan UV-B straling (manuscript in voorbereiding).
Bovendien toonden wij dat een UV-tolerant ecotype van Spirodela punctata significant hogere IAA gehalten heeft dan een UV gevoelig ecotype (Jansen et al. 2001). In deze ecotypes werd echter nooit het flavonoide metabolisme in detail onderzocht. In dit project zal nagegaan worden welke flavonoide metabolieten opstapelen in deze ecotypes en hoe het flavonoide metabolisme wordt gewijzigd onder invloed van het auxine metabolisme en/of onder invloed van UV-B.
Hormoonproductie door plant-geassocieerde microorganismen (prof. E. Prinsen)
Het gebruik van groeibevorderende microörganismen in de landbouw is een alternatief voor het gebruik van bemesting, pesticiden en herbiciden. Er werden reeds verscheidene rapporten gepubliceerd die aantonen dat Burkholderia soorten die aanwezig zijn in de rhizosfeer, groeibevorderende invloeden uitoefenen op verschillende gewassen. Enkele bacteriën uit het genus Burkholderia worden al toegepast in de bioremediatie van verontreinigde gronden en in de biologische controle van plantenziekten.
Met dit project willen we de plantengroeibevorderende eigenschappen binnen het genus Burkholderia verder in kaart brengen. 40 Burkholderia spp. worden gescreend op hun groeibevorderende eigenschappen en de capaciteit om IAA en/of cytokininen te produceren. De analyse van hormonen in in vitro culturen gebeurt met de nieuwste generatie uiterste gevoelige meettoestellen; UPLC gekoppelde massaspectrometrie Via PCR met gedegenereerde primers, ontworpen volgens de CODEHOP procedure, worden de geselecteerde stammen tevens gescreend naar de aanwezigheid van genen die coderen voor de sleutelenzymen in de respectievelijke biosynthesewegen.
De rol van GABA bij metabole depressie in de goudvis, Carassius auratus. (prof. G. De Boeck)
Een aantal vertebraten, zoals enkele zoetwaterschildpadden, de kroeskarper en de goudvis, kunnen lange perioden overleven in anoxie. Dit gaat gepaard met gedragsveranderingen (verminderde activiteit) en een hele reeks fysiologische aanpassingen die de dieren in staat stellen om te overleven tijdens het zuurstoftekort. Zo kunnen ze hun metabolisme met 70% of meer verlagen tijdens anoxie. Hierbij zou de inhiberende neurotransmitter GABA een belangrijke rol spelen. Tijdens deze labostage willen we onderzoeken wat het effect is van verhoogde GABA concentraties op het energiemetabolisme van de goudvis, een anoxie tolerante soort. Hiervoor injecteren we de vissen met D,L-γ-vinyl GABA, een inhibitor van het GABA transaminase. We volgen het gedrag en het aërobe (respiratie) en anaërobe (ethanol productie) energiemetabolisme van de vissen na injectie van verschillende dosissen inhibitor.
Biobeschikbaarheid en toxiciteit van sedimentgebonden metalen voor benthische zoetwater invertebraten. (prof. L. Bervoets)
Sedimentgebonden metalen zijn doorgaans minder beschikbaar voor aquatische organismen dan opgeloste metalen. Nochtans kunnen sedimentetende invertebraten zoals larvan van muggen en wormen metalen opnemen vanuit het sediment. In hoeverre dit ook tot toxische effecten leidt is echter minder duidelijk.
Tijdens de labostage willen we nagaan of sedimenten uit natuurlijke waterlopen die sterk verontreinigd zijn met metalen een risico betekenen voor aquatische organismen. In een laboratoriumexperiment zullen larven van dansmuggen onder verschillende condities worden blootgesteld aan gecontamineerde sedimenten en zullen een aantal effecten worden nagegaan zoals respiratie en afwijkingen aan de monddelen. Deze effecten zullen dan in verband worden gebracht met geaccumuleerde metaalgehalten.
Effecten van global change op groei en stress in planten (Prof. H. Asard, Drs. E. Farfan)
Alle voorspellingen over het klimaat op aarde geven een duidelijke stijging aan in CO2, temperatuur en ozon, en belangrijke verschuivingen in de beschikbaarheid van water en nutriënten. Hoewel deze veranderingen belangrijke effecten zullen hebben op de plantengroei, is nog lang niet duidelijk wat die effecten zullen zijn. Verhoogde atmosferische CO2 gehaltes bevorderen de koolstofassimilatie en de plantengroei enerzijds, maar andere factoren zullen (oxidatieve) stress induceren, zodat de balans onduidelijk is. Bovendien kunnen de veranderde groeiomstandigheden resulteren in een veranderde fitness en veranderingen in de competitie tussen soorten binnen een ecosysteem.
In dit onderzoeksproject worden fysiologische en biochemische parameters geanalyseerd in planten die onder toekomstige klimaatcondities worden gekweekt, onder meer in grasland ecosystemen. Wij onderzoeken in detail hoe deze condities de groei beïnvloeden en welke stress- en verdedigingsmechanismen geïnduceerd worden. Hiervoor wordt een grote verscheidenheid aan fysiologische, biochemische en moleculaire technieken toegepast.
De moleculaire en cellulaire basis van verschillen in bladgrootte bij Arabidopsis thaliana (Prof. G. Beemster)
Opeenvolgende bladeren van jonge zaailingen nemen bij de meeste planten enorm toe in grootte. Alhoewel reeds enorm veel onderzoek is gedaan naar genetische verschillen die de bladgrootte bepalen is er verrassend weinig bekend van wat de basis is van de verschillen in bladgrootte binnen dezelfde plant. Deze stage is erop gericht een aantal antwoorden op deze vraag te verkrijgen door een cellulaire en moleculaire karakterisering van de groei van de achtereenvolgend verschijnende bladeren bij de modelplant Arabidopsis thaliana.
Met behulp van microscopie zal worden bepaald of de toename in bladgrootte gerelateerd is aan verschillen in celgrootte danwel in celaantal. Vervolgens zal worden bekeken of de grootte van het scheutapikaal meristeem en de daarop vormende bladprimordia kan worden gerelateerd aan de uiteindelijke bladgrootte. Daarnaast zullen we via histochemische GUS kleuring de expressie patronen van een aantal belangrijke groeigenen (auxine, celdelings en celexpansiegenen) tijdens de ontwikkeling van deze bladeren volgen. Tenslotte zal worden gekeken naar verschillen in hormoonconcentraties tijdens de ontwikkeling van deze bladeren als mogelijke verklaring voor hun uiteindelijke grootte.
Invloed van troposferische ozon op antioxidanten in Brassica soorten (prof. Yves Guisez, m.m.v. Maarten De Bock)
De concentratie troposferische ozon stijgt nog steeds. Ozon is een vorm van oxidatieve stress: de vorming van zuurstofradicalen kan schadelijk zijn voor planten. We hebben gekozen om gebruik te maken van Brassica napus en Brassica oleracea cv Italica, omwille van hun economische waarde en hun belang in de voedselketen. In dit onderzoek is het de bedoeling om de gevolgen van hogere ozonconcentraties op deze planten beter te begrijpen. We gaan kijken naar de concentraties aan verschillende antioxidanten (zoals vitamine C en E) in planten die al dan niet werden blootgesteld aan hogere ozonconcentraties. Hiervoor gebruiken we HPLC-technieken. Aan de hand van moleculaire technieken wordt gekeken naar expressie van genen om beter te begrijpen hoe de gevolgen van ozonblootstelling tot stand komen in onze planten. Zowel genen belangrijke voor de synthese van antioxidanten als genen die samenhangen met senescentie in bladeren worden bekeken.
4. Werkvormen
Contactmomenten: Practica
Eigen werk: OefeningenOpdrachten:In groep
Stage
5. Evaluatievormen
Permanente evaluatie: OefeningenOpdrachten
Schriftelijk werkstuk: met mondelinge toelichting
Stage-evaluatie
6. Noodzakelijk studiemateriaal
Het noodzakelijk studiemateriaal voor het schrijven van het stageverslag en de inleiding zijn afhankelijk van het gekozen project. Deze info wordt via Blackboard aangeboden.
7. Facultatief studiemateriaal
-
8. Studiebegeleiding
De studenten worden nauw opgevolgd in de laboratoria. Het is bij deze directe begeleider/ster dat de student(e) steeds terecht kan voor bijkomende informatie of begeleiding.