Transport cytokininů: genotypizace knockoutových linií Arabidopsis thaliana

Eliška VROBLOVÁ

Bachelor's thesis

Transport of cytokinins: genotyping knockout lines of Arabidopsis thaliana

Abstract:

Cytokininy jsou rostlinné hormony, které zásadním způsobem ovlivňují růst a vývoj rostlin. Biosyntéza cytokininů v rostlinách probíhá dvěma alternativními drahami. První, tzv. de novo drahou vznikají deriváty isopentenyladeninu a hydroxylací jeho postranního řetězce pak deriváty trans-zeatinu. V případě druhé, tzv. nepřímé dráhy dochází k prenylaci adenosinu obsaženého v molekule transferové RNA (tRNA) a cytokininy jsou pak uvolněny po její degradaci. Cytokininy se mohou v rostlině transportovat prostřednictvím transportních proteinů mezi které patří například purin permeasy (PUP), ekvilibrativní nukleosidové transportéry (ENT) anebo AtABCG14 transportér, který zprostředkovává dálkový transport cytokininů. PUP transportují zejména nukleové báze, zatímco ENT transportují především nukleosidy. Genom Arabidopsis thaliana obsahuje osm ENT genů a dvacet jedna PUP genů. Cílem této bakalářské práce bylo vyselektovat homozygotní rostliny vybraných T-DNA linií Arabidopsis thaliana s nefunkčními geny, které kódují domnělé transportéry transportující cytokininy přes vakuolární membránu (tonoplast). V experimentální části práce se podařilo metodou PCR genotypizace vyselektovat homozygoty mutantních linií Arabidopsis thaliana ent1-2 SALK_025174 a ent1-3 SALK_104866. Obě vyselektované linie mají v důsledku přítomné T-DNA kazety vyřazen gen ENT1 a budou následně použity v nadcházejících experimentech.

Abstract:

Cytokinins are plant hormones that significantly affect plant growth and development. Cytokinin biosynthesis is mediated through two alternative pathways in planta. The first so-called de novo pathway produces isopentenyladenine derivatives and by hydroxylation of its side chain then forms trans-zeatin derivatives. In the second pathway, so-called indirect pathway prenylation of adenosine, which is contained in the transfer RNA molecule (tRNA) takes place. Cytokinins are then released after the tRNA degradation. Cytokinins are transported in plant through the transport proteins such as purine permease (PUP), equilibrative nucleoside transporter (ENT) or AtABCG14 transporter, which mediates the long-distance cytokinin transport. PUPs mainly transport nucleobases whereas ENTs transport mainly nucleosides. The Arabidopsis thaliana genome contains eight ENT genes and twenty-one PUP genes. The main goal of this bachelor thesis was to select homozygous plants of selected Arabidopsis thaliana T-DNA insertion lines with nonfunctional genes that encode putative transporters which transport cytokinins through a vacuolar membrane (tonoplast). Within the framework of experimental part homozygotes of mutant Arabidopsis thaliana ent1-2 SALK_025174 and ent1-3 SALK_104866 were selected by using PCR genotyping method. Both selected lines have knocked out ENT1 gene as a result of T-DNA cassette insertion and will be used in the forthcoming experiments.

Keywords

Cytokininy, transport cytokininů, Purin Permeasy, Ekvilibrativní nukleosidové transportéry, Arabidopsis thaliana

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. David Zalabák, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry