Morfogenéza epidermálnych buniek listov Arabidopsis thaliana v odpovedi na chladový stres a zníženú dostupnosť svetla

Veronika Tekulová

Bachelor's thesis

Morfogeneze epidermálních buněk listů Arabidopsis thaliana v odpovědi na chladový stres a sníženou dostupnost světla

Abstract:

Bakalářská práce byla zaměřena na fyziologickou, buněčnou a transkriptomickou charakterizaci Arabidopsis thaliana, která byla ošetřena chladem za různých světelných podmínek. Za účelem určení úlohy chladového stresu v ontogenezi listů byly analyzovány listy v rozdílných vývojových stádiích. Bylo zjištěno, že rostliny ve věku čtyř týdnů mají plně vyvinutý list číslo 6, přičemž ošetření těchto listů chladem nemá žádný vliv na jeho buněčnou morfologii. Naopak mladý list číslo 14, který iniciuje přechod z proliferační do expanzní fáze, byl silně ovlivněn. Ukázalo se, že vystavení nízké teplotě u něj významně snižuje jeho buněčnou plochu a počet epidermálních buněk. Barvení propidium jodidem rovněž potvrdilo, že mladé proliferující listy jsou v porovnání s listy staršími citlivější na stresové podmínky. Vyšší citlivost mladých listů na chladový stres byla doprovázena nižší expresí genů CBF, které hrají důležitou roli v toleranci na chladový stres. Mladé listy také vykazovaly vyšší expresi genů reagujících na cytokininy a genů souvisejících s buněčným cyklem.

Abstract:

The bachelor thesis was focused on the physiological, cellular and transcriptomic characterization of Arabidopsis thaliana treated with cold under different light conditions. To determine the role of the cold stress in leaf ontogenesis, the analysis included leaves in the different developmental stages. It was found that 4 weeks old plants have almost completely developed 6th leaf and cold treatment has no impact on its cellular morphology. In contrast, younger leaf number 14 which initiates a transition from proliferation to expansion stage was strongly affected by cold treatment. It is shown that exposition to a low temperature significantly reduces its cell area and a number of epidermal cells. Propidium staining confirmed that young proliferating leaves are also more sensitive to stress conditions than older leaves. The higher sensitivity of young leaves to cold stress was accompanied with lower expression of CBF genes that play an important role in cold stress tolerance. Younger leaves also showed higher expression of cytokinin responsive genes and genes related to cell cycle corresponding to ongoing developmental processes.

Abstract:

Bakalárska práca bola zameraná na fyziologickú, bunkovú a transkriptomickú charakterizáciu Arabidopsis thaliana, ktoré boli ošetrené chladom za rôznych svetelných podmienok. Aby sa určila úloha chladového stresu v ontogenéze listov, analýza zahŕňala listy v rôznych vývojových štádiách. Bolo zistené, že rastliny vo veku štyroch týždňov majú úplne vyvinutý list číslo 6. Ošetrenie týchto listov chladom nemá žiadny vplyv na jeho bunkovú morfológiu. Naopak, mladý list číslo 14, ktorý iniciuje prechod z proliferácie do expanznej fázy, bol silne ovplyvnený chladovým ošetrením. Ukázalo sa, že vystavenie nízkej teplote významne znižuje jeho bunkovú oblasť a počet epidermálnych buniek. Farbenie propídium jodidom potvrdilo, že mladé proliferujúce listy sú citli-vejšie na stresové podmienky ako staršie listy. Vyššia citlivosť mladých listov na chla-dový stres bola sprevádzaná nižšou expresiou génov CBF, ktoré hrajú dôležitú úlohu na jeho toleranciu. Mladé listy tiež vykazovali vyššiu expresiu génov reagujúcich na cyto-kiníny a génov súvisiacich s bunkovým cyklom zodpovedajúcim prebiehajúcim vývojovým procesom.

Keywords

světlo, cytokinin, chlad, buněčný cyklus, Arabidopsis

Keywords

cold, light, cell cycle, Arabidopsis, cytokinin

Keywords

Arabidopsis, chlad, svetlo, bunkový cyklus, cytokinín

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Novák, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology