Zapojení fotoreceptorů a akvaporinů v klíčení semen

Jan SKÁCEL

Bachelor's thesis

Involvement of photoreceptors and aquaporins in seed germination

Abstract:

Předmětem předkládané bakalářské práce bylo studium citlivosti klíčení fotomorfogenních mutantů v podmínkách in vitro k inhibitoru rostlinných akvaporinů HgCl2 v závislosti na světelných podmínkách. Cílem práce bylo zjistit, zda rostlinné akvaporiny hrají úlohu v klíčení semen, zda jejich aktivita či množství může být ovlivněno modrým světlem, a kterými fotoreceptory může být účinek světla zprostředkován. Experimentálními rostlinami byly mutanti rajčete (Solanum lycoperscium L.) s defektem v kryptochromu CRY1 a mutanti Arabidopsis thaliana L. (Heynh.) s defekty ve fotoreceptorech fototropinech PHOT1 a/nebo PHOT2. Výsledky ukázaly, že klíčení semen rajčete i Arabidopsis je redukováno inhibitorem HgCl2. Zatímco u rajčete modré a červené světlo zvyšovalo citlivost semen k inhibičnímu účinku HgCl2, u Arabidopsis byl účinek světla právě opačný. Dále bylo zjištěno, že ve tmě u mutanta rajčete cry1-1 bylo klíčení semen citlivější k inhibitoru než klíčení u nemutované rostliny a že světlo citlivost semen cry1-1 neovlivňuje. U Arabidopsis bylo zjištěno, že citlivost klíčení semen mutantů ve fotoreceptorech PHOT a rostliny gl-1 k HgCl2 byla podobná. Na základě těchto výsledků jsme došli k následujícím závěrům: 1) Rostlinné akvaporiny jsou zapojeny v klíčení semen; 2) Modré světlo může snižovat množství akvaporinů nebo snižovat jejich aktivitu; 3) Ovlivnění akvaporinů modrým světlem je zprostředkováno fotoreceptorem CRY1.

Abstract:

The object of this thesis was to study the sensitivity of seed germination of photomorphogenic mutants to an inhibitor of plant aquaporins HgCl2 in conditions in vitro and as a function of light quality. The aim of the study was to determine whether the plant aquaporins play a role in seed germination or whether their activity or amount may be affected by blue light and which photoreceptors can mediate the effect of light. Mutants of tomato (Solanum lycoperscium L.) with a defect in cryptochrome CRY1 and mutants of Arabidopsis thaliana L. (Heynh.) with defects in photoreceptors phototropin PHOT1 and/or PHOT2 Were used as experimental plants. The results showed that the germination of tomato and Arabidopsis seeds is reduced by inhibitor HgCl2. While in tomato blue and red light increased the sensitivity of seeds to the inhibitory effect HgCl2, in Arabidopsis the effect of light was just opposite. Furthermore, it was found that in the dark, seed germination of tomato mutant cry1-1 was more sensitive to the inhibitor than seed germination in wild type plant, and that the light does not affect sensitivity of cry1-1 seeds. In Arabidopsis, it has been found that seed germination sensitivity to HgCl2 of mutants with defect in PHOT photoreceptors and plants gl-1 was similar. Based on these results we came to the following conclusions: 1) Plant aquaporins are involved in seed germination; 2) Blue light may reduce the amount of aquaporins or reduce their activity; 3) Effect of aquaporins is mediated by a blue light photoreceptor CRY1.

Keywords

akvaporiny, fotoreceptory, klíčení, HgCl2, semeno

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 8. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Martin Fellner, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Experimental Biology