Charakterizace mutanta mitogen-aktivované proteinkinasy 3 z Arabidopsis thaliana

Aneta BAJEROVÁ

Bachelor's thesis

Characterization of mitogen-activated protein kinase 3 mutant from Arabidopsis thaliana

Abstract:

Tato bakalářská práce je zaměřena na studium funkce mitogen-aktivované proteinkinasy 3 (MPK3) při vývoji Arabidopsis thaliana pomocí mutanta prezentovaného jako T-DNA inzerční mutant s nefunkčním genem MPK3. MPK3 patří k nejlépe charakterizovaným mitogen-aktivovaným proteinkinasam (MAPK), jež hrají významnou úlohu při buněčné signalizaci a podílejí se na rostlinné odpovědi vůči nejrůznějším typům abiotického a biotického stresu. Konkrétně MPK3 jsou součástí signálních drah vznikajících při působení těžkých kovů, v přítomnosti reaktivních kyslíkových radikálů, při osmotickém stresu nebo stresu vyvolaném různými patogeny. Hlavními cíli této práce byla genotypizace mutantních rostlin Arabidopsis thaliana mpk3-4/2, dále fenotypová analýza kořene a nadzemní části mutanta mpk3-4/2, která byla zaměřena na velikost semen, vzdálenost od kořenové špičky po první kořenový vlásek, délka hlavního kořene, velikost průduchů a rozdíly ve větvení trichomů a nakonec ověření absence proteinu MPK3 v homozygotních rostlinách mutanta mpk3-4/2. Při genotypizaci metodou PCR byly identifikovány homozygotní rostliny mpk3-4/2 pomocí speciálně navržených primerů. Další generace těchto rostlin byla podrobena fenotypové analýze, při které však mutantní rostliny vykazovaly velmi podobný fenotyp jako kontrolní rostliny Col-0. Nebyly pozorovány žádné výrazné rozdíly. Nakonec byla ověřována absence proteinu MPK3 v homozygotních rostlinách mpk3-4/2 pomocí metody Western blot a bylo zjištěno, že ve všech liniích T-DNA inzerčního mutanta mpk3-4/2 je však protein MPK3 přítomen. Patrně proto nebyly pozorovány žádné rozdíly mezi fenotypem mutanta mpk3-4/2 a kontrolními rostlinami.

Abstract:

This bachelor thesis is focused on study of mitogen-activated protein kinase 3 (MPK3) function during a development of Arabidopsis thaliana using mutant presented as T-DNA insertion mutant with nonfunctional MPK3 gene. MPK3 belongs to the best characterized mitogen-activated protein kinases (MAPKs) which play an important role during cell signaling and they are involved in the plant response to diverse types of abiotic and biotic stresses. Specifically, MPK3 participates in the signal pathways emerging during heavy metal stress, in presence of reactive oxygen species, during osmotic stress or stress caused by various pathogens. Genotyping of Arabidopsis thaliana mpk3-4/2 mutant plants, then phenotypic analysis of root and aboveground part of mpk3-4/2 mutant focused on seed size, distance from root tip to first visible root hair, main root length, stomata size and differences in trichome branching and finally verification of MPK3 protein absence in homozygous plants of mpk3-4/2 were the main goals of this thesis. Homozygous plants of mpk3-4/2 were identified by PCR using specially designed primers. Next generation of these plants were subjected to phenotypic analysis, but mutant plants have showed very similar phenotype as wild type plants. No significant differences were observed. Finally, absence of MPK3 protein was verified by Western blot in homozygous plants of mpk3-4/2 and the results proved the presence of MPK3 in all T-DNA insertion mutant lines. Probably this is the reason why no differences between phenotype of mpk3-4/2 mutant plants and the wild type plants were observed.

Keywords

Mitogen aktivované proteinkinasy (MAPK), Arabidopsis thaliana, MPK3, abiotický a biotický stres

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Veronika Zapletalová, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering