Exprese genů zapojených do obrany rostlin proti patogenům u Brachypodium distachyon Zadané téma anglicky Expression of genes involved in plant defense against pathogens in Brachypodium distachyon

Bc. Andrea RADKOVÁ

Master's thesis

Expression of genes involved in plant defense against pathogens in Brachypodium distachyon

Abstract:

Fusarium culmorum je patogenní houba, která je původcem onemocnění růžovění klasů či krčkové hniloby u obilovin. V současné době se výzkum zabývá hledáním alternativní biologické ochrany, která by mohla pomoct zmírnit příznaky tohoto patogena a celkově tak zvýšit výnos obilovin. Jako potenciální biologická ochrana se momentálně zkoumají endofytické houby, které produkcí svých metabolitů a pomocí dalších mechanismů snižují patogenní účinky a příznivě ovlivňují vývoj svého hostitele. Tato diplomová práce je zaměřena na sledování vlivu endofytického organismu Microdochium bolleyi na intenzitu napadení patogenní houbou F. culmorum u modelové rostliny Brachypodium distachyon. Pomocí jedné z metod molekulární biologie qPCR byl sledován vliv těchto organismů na genovou expresi u 10 markerových genů (BdPR1-5; BdPR2; BdPR6; BdPR9; BdPR10; BdPOX2; BdLOX3; BdChitinase1; BdWRKY41 and BdTCP), které se podílí na obraně u B. distachyon. U 4 z nich nebyla genová exprese ovlivněna žádným ze zkoumaných organismů. Vliv M. bolleyi na mírnění symptomů onemocnění způsobené F. culmorum se potvrdil a jeho přítomnost v kořenovém systému B. distachyon pozitivně ovlivnila celkový vývoj rostliny. Získané výsledky by v budoucnu mohly posloužit jako zdroj při hledání nové biologické ochrany proti F. culmorum.

Abstract:

Fusarium culmorum is a pathogenic fungus, the causal agent of Fusarium head blight or Fusarium crown rot disease in cereals. Research is currently focused on alternative biological control that could help alleviate the symptoms of this pathogen and increase the overall yield of cereals. Endophytic fungi are currently being investigated as potential biological control agents that reduce the pathogenic effects by producing their metabolites and, through other mechanisms, positively influencing the development of their host. This thesis aims to investigate the effect of the endophytic organism Microdochium bolleyi on the intensity of the attack by the pathogenic fungus F. culmorum in the model plant Brachypodium distachyon. Using one of the molecular biology qPCR methods, the effect of these organisms on gene expression was investigated for 10 marker genes (BdPR1-5; BdPR2; BdPR6; BdPR9; BdPR10; BdPOX2; BdLOX3; BdChitinase1; BdWRKY41 and BdTCP) involved in defence in B. distachyon. In 4 of these, gene expression was not affected by any of the organisms studied. The effect of M. bolleyi in alleviating the symptoms of the disease caused by F. culmorum was confirmed and its presence in the root system of B. distachyon positively affected the overall development of the plant. The results obtained could serve as a resource in the future in the search for new biological control against F. culmorum.

Keywords

Brachypodium distachyon, Fusarium culmorum, Microdochium bolleyi, qPCR, obrana rostlin

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Pavel Matušinský, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry