Zavedení praktické výuky metod studia DNA v systematice a ekologii rostlin

1. Zavedení praktické výuky metod studia DNA v systematice a ekologii rostlin 1854/2004 F4 / a Karol Marhold & Tomáš Fér

2. Cíle projektu • zavedení praktické výuky metod studia DNA do magisterského a doktorandského stupně studia systematické a ekologické botaniky • seznámení studentů s některými metodami molekulárních markerů • zařazení informace o praktickém cvičení do Studijního informačního systému (SIS) PřF UK • příprava pracovních návodů a studijních materiálů pro studenty • tvorba webové stránky s informacemi o kurzu

3. Postup řešení • zavedení teoretické přednášky o metodách studia DNA • vytvoření webové stránky k této přednášce • zavedení praktického kurzu metod studia DNA • příprava textů s návody pro praktické cvičení • vytvoření webové stránky s informacemi o metodách a praktickém cvičení

4. Zavedení teoretické přednášky„Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin“ • přednáška jako volitelná pro magisterské i doktorské studium • přednášku absolvovalo v ZS 2004/2005 cca 15 studentů • 9 dvouhodinových lekcí, ke každé vytvořena powerpointová prezentace

5. Sylabus přednášky„Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin“ • molekulární markery - charakteristika, rozdíly, přehled technik • molekulární markery – přehled aplikací a možných otázek • isozymy - elektroforéza, vyhodnocování kodominantních dat, populační genetika • DNA - struktura, metody studia, PCR techniky, aplikace, RAPD • AFLP - princip, výhody, využití, vyhodnocování dominantních dat • restrikční techniky (RFLP, PCR-RFLP), specifika cpDNA, fylogeografie • mikrosatelity - jaderné, chloroplastové, izolace, vyhodnocování dat, využití • sekvenování - chloroplastová a jaderná DNA, výhody a použití sekvenování různých genů • shrnutí metod a problematiky každá přednáška zahrnuje vysvětlení teorie a diskusi nad přečtenými odbornými články

6. Vytvoření webové prezentace k teoretické přednášce http://botany.natur.cuni.cz/fer/markers/ • prezentace • články ke čtení • odkazy na literaturu • odkazy na další webové zdroje • odkazy na specifický software

7. Zavedení praktického kurzu„Molekulární markery v systematice a populační biologii rostlin“ • praktické cvičení pro magisterské a doktorandské studium systematické a ekologické botaniky • volně navazuje na přednášku • týdenní praktické cvičení v DNA laboratoři • během 4 turnusů v ZS 2004/2005 absolvovalo kurz cca 30 studentů • sylabus kurzu je k nalezení na adresehttps://twinsen.natur.cuni.cz/sis/predmety/kod.php?kod=B120C44

8. Syllabus praktického cvičení 1. den – extrakce DNA, měření koncentrace, ředění DNA 2. den – PCR, RAPD – test primerů, elektroforéza, horizontální agarosový gel 3. den – PCR-RFLP (I) - amplifikace cpDNA 4. den – PCR-RFLP (II) - štěpení získaných PCR produktů, vertikální polyakrylamidový gel 5. den – vyhodnocování dat použitím specializovaného software - indexy diverzity a podobnosti, tvorba stromů, PCoA, AMOVA

9. izolovaná DNA Extrakce DNA • nanesení DNA na 0.8% agarosový gel • změření koncentrace a čistoty DNA fotometrem

10. RAPD

11. PCR-RFLP cpDNA • PCR amplifikace(horizontální agarosový gel) • restrikce použitím endonukleáz(vertikální polyakrylamidový gel)

12. Vyhodnocování dat 1. tvorba dendrogramů (program TreeCon) 2. PCoA(program SYNTAX)

13. Vyhodnocování dat 3. populační srovnání (program PopGen) 4. AMOVA(program Arlequin)

15. Vytvoření textů s návody pro praktické cvičení • PDF soubor s návody a protokoly pro studenty • možno nalézt na adresehttp://botany.natur.cuni.cz/dna/download/protokoly.pdf

16. Texty pro praktické cvičení Rozděleny do několika částí: • A. PROTOKOLY(extrakce DNA, RAPD, PCR-RFLP) • B. NÁVODY (zacházení s přístroji, příprava elektroforetických gelů) • C. Vyhodnocování dat (využití specifického software) • Přílohy (tabulky primerů, obrázky žebříčků...)

17. Vytvoření webové stránky o metodách studia DNA http://botany.natur.cuni.cz/dna/ • přehled metod • protokoly k jednotlivým metodám • možnosti použití metod • způsoby vyhodnocování získaných dat • tabulky s údaji o různých primerech • odkazy na další webové zdroje

18. Shrnutí • zavedení teoretické přednášky o metodách studia DNA + webové prezentace • zavedení praktického cvičení • zařazení obou do studijních plánů a SIS PřF UK • vytvoření návodů a protokolů pro studenty • vytvoření webové stránky o metodách studia DNA

19. Čerpání financí (185 tis.) • drobný dlouhodobý majetek (90 tis.) • thermomixer Eppendorf • sada čtyř pipet • elektronická pipeta • knihy – 3 knihy (4 tis.) • spotřební materiál (80 tis.) • chemikálie pro PCR, RAPD a PCR-RFLP • spotřební laboratorní materiál (špičky, eppendorfky, PCR zkumavky, rukavice…) • odměny + pojištění (8+3 tis.)