Analýza génov vernalizácie u jačmeňa siateho

Bc. Romana NESNADNÁ

Master's thesis

Analysis of vernalization genes in Hordeum vulgare

Anotácia:

Kvitnutie je kritickým krokom v živote rastliny a jeho správne načasovanie má vplyv na úrodu a kvalitu zrna. Porozumenie mechanizmu účinku génov zapojených v kaskáde kvitnutia je dôležitým krokom v príprave nových kultivarov prispôsobených oblastiam, kde sú pestované. Expresia génu VRN-H1 je indukovaná po dlhodobom pôsobení chladu, vernalizácii, ktorá umožňuje kvitnutie u ozimných kultivarov jačmeňa. V rámci mojej diplomovej práce boli pripravené dva konštrukty pre štúdium mechanizmov riadiacich expresiu génu VRN-H1. Konkrétne bol promotor z kultivaru Morex a kódujúca sekvencia VRN-H1 fúzované s reportérovým génom -glukuronidázou. Okrem toho bol zahájený genetický skrín mutovanej populácie ozimného kultivaru Antonella za cieľom identifikácie prípadne nových génov regulujúcich expresiu VRN-H1. Kvitnutie bez dlhodobého chladového pôsobenia bolo zaznamenané u 34 kandidátnych rastlín bez mutácie kľúčových génov VRN-H1 a VRN-H2. Identifikácia génu zodpovedného za skoré kvitnutie týchto kandidátov je predmetov ďalšieho štúdia. Posledné časť mojej diplomovej práce sa venuje sekvenčnej analýze génu VRN-H1 u 22 kultivarov jačmeňa s cieľom identifikácie špecifických motívov a polymorfizmov, ktoré by mohli ovplyvniť rastový zvyk. Taktiež sa uskutočnila fylogenetická analýza opísaných aliel génu VRN-H1.

Abstract:

Flowering is a critical step in plant life and its proper timing has an impact on seed and grain cereal quality. Understanding molecular mechanisms regulating flowering cascade is an important step towards preparing new cultivars better adapted to changing conditions of growing areas. Expression of the VRN-H1 gene is induced by prolonged cold (vernalization) to trigger flowering of winter barley cultivars. Within the framework of my Master thesis, two constructs of VRN-H1 were prepared to investigate the mechanisms controlling the induction of this gene. Specifically, the endogenous promoter of cultivar Morex and coding sequence of VRN-H1 were fused to reporter gene -glucuronidase. Moreover, the genetic screen of mutated population of winter cultivar Antonella was initiated with an aim to identify possible new genes regulating VRN-H1. In total 34 candidates with supressed vernalization requirements were identified. Genotyping revealed an absence of mutations in the key flowering genes VRN-H1 and VRN-H2. The identification of the main casual gene will be the subject of further study. The last part of my Master thesis focused on the sequence analysis of the gene VRN-H1 in 22 genetically diverse barley cultivars with aim to detect specific motifs and polymorphisms that could affect growth habit. Phylogenetic analysis of described VRN-H1 alleles was carried out.

Kľúčové slová

Hordeum vulgare, vernalizácia, VRN-H1, klonovanie, genotypovanie, fylogenetika, sekvenovanie

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 20. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: RNDr. Jan Šafář, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Biology / Molecular and Cell Biology