Regulace metabolismu fenolových látek v mutantních liniích Arabidopsis thaliana světlem různého spektrálního složení

Bc. Aleš VOCÍLKA

Diplomová práce

Regulation of phenolic metabolism in Arabidopsis thaliana mutant lines by light of different spectral composition

Anotace:

V teoretické části své diplomové práce jsem se v první části zabýval genovou expresí, zejména transkripcí a translací informací uložených v DNA. Byly také popsány důležité regulační mechanismy a úpravy produktů transkripce a translace. V druhé části teoretické části této diplomové práce jsem se zaměřil na jednotlivé rodiny transkripčních faktorů, zejména těch, které jsou spojeny s regulací genové exprese spojené s biosyntézou sekundárních metabolitů. Třetí část byla věnována zejména roli transkripčních faktorů v obraných mechanismech vůči biotickému a abiotickému stresu. Ve čtvrté části jsem se zaměřil na roli transkripčních faktorů při biosyntéze fenolových látek. V této části byl zahrnut vliv transkripčních faktorů na biosyntézu vybraných skupin sekundárních metabolitů, zejména fenolových látek. Pátá část byla věnována miRNA a jejímu vlivu na regulaci genové exprese. V poslední části teoretické části této diplomové práce jsem se zaměřil na posttranslační úpravy finálních produktů proteosyntézy. V rámci experimentální části této diplomové práce byla provedena analýza exprese genů souvisejících s biosyntézou fenolových látek, v tomto případě s expresí genu chalkon syntázy (AtCHS), a genů spojených s biosyntézou antioxidačních enzymů, kdy byl vybrán gen pro antioxidační enzym katalázy (AtCAT1) na různých liniích rostlin Arabidopsis thaliana - Wild type (N60000 a NW20), tt4 mutantů (N511183 a N85), FAH1 mutantů (N594397 a N8604) a double mutanta tt4/FAH1 (N8602), které byly pěstovány při různých spektrálních podmínkách (modré, bílé a zeleno-červené světlo). Tato analýza byla provedena metodou RT-qPCR. Pro ověření výsledků RT-qPCR byla provedena analýza zastoupení fenolových látek metodou HPLC-DAD. Cílem této práce bylo zjistit, do jaké míry je ovlivněna exprese cílových genů spektrální kvalitou dopadajícího záření, při kterém byly rostliny různých linií (viz výše) Arabidopsis thaliana pěstovány. Z výsledků RT-qPCR a HPLC-DAD vyplývá, že spektrální kvalita světla i odlišné linie mají vliv na expresi genů spojených s biosyntézou fenolových látek a genů antioxidačních enzymů.

Abstract:

In the theoretical part of my thesis, the first part dealt with gene expression, especially transcription and translation of information stored in DNA. Important regulatory mechanisms and modifications of transcription and translation products were also described. In the second part of the theoretical part of this thesis, I focused on the different families of transcription factors, especially those associated with the regulation of gene expression linked to the biosynthesis of secondary metabolites. The third part was mainly devoted to the role of transcription factors in defence mechanisms against biotic and abiotic stress. In the fourth part, I focused on the role of transcription factors in the biosynthesis of phenolic compounds. This part included the influence of transcription factors on the biosynthesis of selected groups of secondary metabolites, especially phenolic compounds. The fifth part was devoted to miRNA and its influence on the regulation of gene expression. In the last part of the theoretical part of this thesis I focused on post-translational modifications of the final products of proteosynthesis. In the experimental part of this thesis, the expression of genes related to the biosynthesis of phenolic compounds, in this case the expression of the chalcone synthase gene (AtCHS), and genes related to the biosynthesis of antioxidant enzymes were analyzed, where the gene for the antioxidant enzyme catalase (AtCAT1) was selected in different Arabidopsis thaliana lines, wild type (N60000 and NW20), tt4 mutants (N511183 and N85), FAH1 mutants (N594397 and N8604), and the tt4/FAH1 double mutant (N8602), which were grown under different spectral conditions (blue, white, and green-red light). This analysis was carried out by RT-qPCR. To verify the RT-qPCR results, the phenolic compound abundance was analyzed by HPLC-DAD. The aim of this work was to determine to what extent the expression of target genes is affected by the spectral quality of the incident radiation under which plants of different lines (see above) of Arabidopsis thaliana were grown. The results of RT-qPCR and HPLC-DAD show that the spectral quality of light and the different lines affect the expression of genes related to phenolic biosynthesis and genes for antioxidant enzymes.

Klíčová slova

Arabidopsis thaliana, RT-qPCR, HPLC-DAD, fenolové látky, antioxidační enzymy, regulace genové exprese, kataláza, chalkon syntáza

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 7. 2024

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 21. 8. 2024
• Vedoucí: Mgr. Adriana Volná, Ph.D.

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Aplikovaná fyzika / Biofyzika