Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress

Mascellani, Anna

EN SKPřihlásit se Přihlásit se (EduID)

Theses 6jtbhc

Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress – MSc. Anna Mascellani

MSc. Anna Mascellani

Disertační práce

Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress

Abstract:

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a valuable approach for quantifying plant metabolites and monitoring metabolic changes. Using this technique, significant plant metabolite changes emerge, with the advantages of a non-destructive, high-throughput and reproducible method that excels in structure elucidation. A curated set of 30–60 molecules with high physiological relevance can outperform datasets based on mass spectrometry, which often contain thousands of provisionally identified features, when it comes to classification and biological interpretation. This thesis is based on a comprehensive and original literature review and three original scientific papers with robust design and clear output for agricultural practice, where NMR has been used to tent metabolic changes associated with biotic and abiotic stress. In the last two decades, NMR metabolomics was limitedly chosen for assessing plant responses to biotic stress, although resistance mechanisms are detectable and clear. Our research has shown that polyketides in gerbera are biomarkers of resistance to powdery mildew. Gerberinside emerged as the key compound involved in resistance detection; when its level was low, higher levels of gerberin and parasorboside contributed to the resistance. Furthermore, a new compound probably involved in resistance, 5-hydroxyhexanoic acid 3-O-β-D-glucoside, was described. Maize overcomes the stress caused by the accumulation of carbamazepine with notable metabolic changes at the early phenological stage, including decreased photosynthesis and water potential, increased carotenoid levels, decreased carbohydrate levels (glucose and fructose) and γ-aminobutyric acid in roots, as well as increased maleic acid and phenylpropanoid (chlorogenic acid and its isomer, 5-O-caffeoylquinic acid) levels in aboveground biomass, whereas older plants adapt and only display minor effects. Salinity stress affects the expression of key sugar metabolism and transport genes, as well as the soluble carbohydrate content of ripe fig fruits. A general increase in the transcript levels of genes involved in the transport of soluble carbohydrates was observed. Alkaline-neutral and Acid Invertases transcripts, related to the synthesis of glucose and fructose, were up-regulated in ripe fruits of NaCl-stressed plants without a change in the content of glucose and fructose. The increases in sucrose and sorbitol contents were likely the result of the up-regulation of the transcription of sucrose synthase- and sorbitol dehydrogenase-encoding genes. The thesis concludes by pointing out the peculiarities of NMR-based metabolomics in plant science and presenting prospects for the technique. …více

Keywords

1H NMR plant metabolomics environmental stress

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 8. 8. 2023

Obhajoba závěrečné práce

Vedoucí: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.
Oponent: Lenka Burketová, externi, Otmar Urban, externi, Jan Sýkora, externi

Citační záznam

Citovat tuto práci

Citace dle ISO 690:

MASCELLANI, Anna. \textit{Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress}. Online. Disertační práce. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů. 2023. Dostupné z: https://theses.cz/id/6jtbhc/.

@PhdThesis{Mascellani2023thesis,
AUTHOR = "Mascellani, Anna",
TITLE = "Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress [online]",
YEAR = "2023 [cit. 2024-11-12]",
TYPE = "Disertační práce",
SCHOOL = "Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojůPraha",
NOTE = "SUPERVISOR: doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.",
URL = "https://theses.cz/id/6jtbhc/",
}

@PhdThesis{Mascellani2023thesis,
AUTHOR = {Mascellani, Anna},
TITLE = {Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress},
YEAR = {2023},
TYPE = {Disertační práce},
INSTITUTION = {Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů},
LOCATION = {Praha},
SUPERVISOR = {doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.},
URL = {https://theses.cz/id/6jtbhc/},
URL_DATE = {2024-11-12},
}

{{Citace kvalifikační práce
 | příjmení = Mascellani
 | jméno = Anna
 | instituce = Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů
 | titul = Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress
 | url = https://theses.cz/id/6jtbhc/
 | typ práce = Disertační práce
 | vedoucí = doc. Ing. Jaroslav Havlík, Ph.D.
 | rok = 2023
 | počet stran =
 | strany =
 | citace = 2024-11-12
 | poznámka =
 | jazyk = 
}}

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Zveřejněno v Theses:

světu

Jak jinak získat přístup k textu

Instituce archivující a zpřístupňující práci: Česká zemědělská univerzita v Praze, Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Odkaz na adresář do lokálního úložiště instituce

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Doktorský studijní program:
Zemědělská chemie

Práce na příbuzné téma

The Development of Methods for Root Phenotyping in Field Crops and Evaluation of the Impact of Environmental Stress and Plant Nutrition of Root Architecture
Wutthida Rattanapichai
1H NMR metabolic signatures of early paediatric type I diabetes
Alexandra Mižová

Název

Vložil

Vloženo

Práva

Theses 6jtbhc 6jtbhc/2

8. 8. 2023

Složky

Soubory

thesis zaverecna_prace.pdf_

Mach, J.

8. 8. 2023

Co je jinak přidání souboru

Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
Co je jinak další operace se soubory

Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
Co je jinak pohled pro experty

Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
Co je nové vyhledávání souborů

Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
Co je nové rychlý přístup k souborům

Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.
Co se chystá

Připravujeme další vylepšení pro mobilní zařízení.

Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress – MSc. Anna Mascellani

MSc. Anna Mascellani

Disertační práce

Insights from NMR metabolomics into plant responses to environmental stress

Abstract:

Keywords

Obhajoba závěrečné práce

Citační záznam

Citace dle ISO 690:

Plný text práce

Obsah online archivu závěrečné práce

Jak jinak získat přístup k textu

Česká zemědělská univerzita v Praze

Práce na příbuzné téma

Složky

Soubory

Co je jinak přidání souboru

Co je jinak další operace se soubory

Co je jinak pohled pro experty

Co je nové vyhledávání souborů

Co je nové rychlý přístup k souborům

Co se chystá