Vliv cílených mutací receptoru cytokininů CRE1/AHK4 z Arabidopsis thaliana na jeho odezvu vůči přirozeným a syntetickým cytokininům

Kamila Horáčková

Bachelor's thesis

The effect of CRE1/AHK4 Arabidopsis thaliana receptor mutation on its response to natural and artificial cytokinins

Abstract:

Receptor cytokininů CRE1/AHK4 je součástí signální dráhy Arabidopsis thaliana. Studovat a lépe pochopit jeho funkci usnadňuje reportérový systém využívající transgenní E. coli kmen KMI001, který v reakci na signalizaci AHK4 indukuje expresi enzymu ß-galaktosidázy. Práce ,,Vliv cílených mutací receptoru cytokininů CRE1/AHK4 z Arabidopsis thaliana na jeho odezvu vůči přirozeným a syntetickým cytokininům“ má dvě části, kdy první se zabývá charakterizací receptoru AHK4, jeho strukturou, funkcí, signální dráhou v A. thaliana a jeho mutantními formami. Dále je zde popsán kmen E. coli KMI001 využívaný pro studium receptoru. Druhá část práce je zaměřená na optimalizaci detekce ß-galaktosidázové aktivity KMI001 a konstrukci mutantních variant AHK4 receptoru mutagenezí pomocí PCR a na test jejich aktivity. V práci byli připraveni jednobodoví mutanti s mutací v druhé transmembránové doméně a na okraji histidinkinázové domény AHK4 receptoru. Dále byly připravené plazmidy s mutantními variantami AHK4 transformovány do E. coli kmene KMI001, kde byla testována jejich odezva vůči koncentrační řadě různých typů cytokininu. Výsledky nejen potvrdily dříve pozorované zvýšení citlivosti k trans¬-zeatinu, ale ukázaly i možné významné snížení střední efektivní koncentrace pro 6-benzylaminopurin a thidiazuron.

Abstract:

The Arabidopsis thaliana cytokinin receptor CRE1/AHK4 is a part of the signalling pathway by which cytokinin regulates the transcription of target genes via transcription factors. To further elucidate its molecular function, a transgenic E. coli strain KMI001 baring a ß-galactosidase-based reporter system can be employed. The theoretical part of this thesis describes the AHK4 receptor, including its structure, function and previously characterized mutations, and outlines the bacterial reporter system for AHK4 activity assays. The experimental part summarizes the results of ß-galactosidase activity assay optimization, PCR mutagenesis, the transformation of mutagenized plasmids into the E. coli strain KMI001 and receptor activity assays. In accordance with previous reports, the receptor mutant forms exhibited a higher sensitivity to trans-zeatin than the corresponding AHK4 wild-type. Further, the V471A mutant showed a significant decrease in the half maximal effective concentration for 6-benzylaminopurine and thidiazuron.

Keywords

cytokininy, Arabidopsis thaliana, E. coli kmen KMI001, AHK4

Keywords

AHK4, cytokinins, Arabidopsis thaliana, Eschrichia coli strain KMI001

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Martin Černý, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology