Identifikace a funkční analýza receptorových histidinkináz cytokininové signální dráhy u Brassica napus

Bc. Katarína Kuricová, Ph.D.

Master's thesis

Identification and functional analysis of sensor histidine kinases of the cytokinin signalling pathway in Brassica napus

Abstract:

Cytokinins (CK) play an important role in the processes of cell division and differentiation and their metabolism is significantly involved in the regulation of growth and development of shoot and root system of plants. Molecules of this group of regulators are perceived through the plant cell transmembrane receptors, histidine kinases (HK). After CK binding to these sensors, these transmembrane molecules autophosphorylate and trigger CK signaling pathway by transfer of phosphate group between histidine and aspartate of all involved proteins. To date successfully completed genome projects allow the detailed studies of function of genes, involved in the CK signaling pathway, not only in plant model organism Arabidopsis thaliana but also in other economically important crops such as Zea mays, Oryza sativa, Vitis vinifera etc. Studies of mutations in the CK signaling genes show, that genetic manipulations of CK signalling lead to changes of important agricultural features, such as development of root system and seed yield. Main goal of this work was to identify potential CK receptors of Brassica napus (BnHKs). Clones of bacterial artificial chromosomes (BAC), carrying genomic DNA of B. napus have successfully been identified by hybridization of genomic library with selected probes.

Abstract:

Cytokiníny (CK) hrajú dôležitú úlohu v procesoch bunkového delenia a diferenciácie a~ich metabolizmus je zapojený do regulácie rastu a vývinu nadzemnej časti rastlín i ich koreňového systému. Molekuly týchto regulátorov sú bunkou vnímané prostredníctvom receptorových histidínkináz (HK). Po zachytení signálu receptorom, jeho cytoplazmatická doména sa autofosforyluje a tak je spustená signálna dráha, ktorej podstatou je prenos fosfátu medzi zvyškami histidínu a aspartátu zúčastnených proteínov. Dokončené sekvenačné projekty umožňujú detailne skúmať funkciu proteínov zapájajúcich sa do CK signalizácie a to nie len u modelového organizmu A. thaliana, ale aj u iných, poľnohospodársky významných rastlín (kukurica, ryža, vinná réva, atď). Štúdie mutácii génov kódujúcich jednotlivé faktory CK signalizácie dokazujú, že genetickou manipuláciou týchto génov je možné meniť dôležité agrikultúrne znaky, ako je vývin koreňového systému či výťažok semien. Cieľom tejto práce bolo identifikovať a analyzovať potenciálne receptory CK u B. napus (BnHK) hybridizáciou genómovej knižnice B. napus (JBnB) so sondami navrhnutými podľa štruktúrnych konzervovaných domén AHK2.

Keywords

rastlinné hormóny, cytokiníny, cytokinínová signálna dráha, dvojzložkový systém, receptorové histidínové kinázy, CHASE doména, Brassica napus, Arabidopsis thaliana, identifikácia génov, homológ, ortológ, hybridizácia, genómová knižnica, BAC klony, bioinformatika

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 17. 6. 2010
• Supervisor: RNDr. Alena Kuderová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular Biology and Genetics