Hodnocení stresových reakcí ječmene na úrovni exprese suchem aktivovaných genů

Ing. Lucie Melišová

Disertační práce

Assessment of the stress reaction of barley at the level of the expression of drought-activated genes

Anotace:

Cílem této práce bylo posouzení stresové reakce vybraných odrůd ječmene s různou tolerancí k suchu. Hodnocení stresových reakcí rostlin bylo posouzeno na úrovni fyziologické a úrovni relativní exprese vybraných genů s ochrannou funkcí k stresu. V první části pokusu byla stresová reakce rostlin sledována po celé vegetační období za podmínek regulované závlahy a tento experiment byl zopakován v průběhu tří let. Získaná data výnosotvorných parametrů byla vztažena k hodnotám relativní exprese genů DHN1, DHN4, DHN5 a HVA1. Potvrdily se aktivace suchem u testovaných genotypů, na výši této aktivity byl zjištěn výrazný vliv ročníku a byly pozorovány genotypové závislosti ve vztahu k citlivosti ke stresu vlivem sucha. V letech 2009 a 2010 byl zjištěn pozitivní vztah mezi úrovní relativní exprese testovaných genů DHN1, DHN4, HVA1 a mírou tolerance sucha testovaných odrůd. V roce 2011 byl tento vztah záporný. Výsledky dlouhodobého experimentu ukázaly vyšší toleranci k suchu u odrůd Amulet a Malz a nízkou toleranci k suchu u odrůdy Jersey.V druhé části pokusu byla sledována možnost využití fytohormonu kyseliny abscisové (ABA) na rozvinutí stresové reakce u odrůd s odlišnou mírnou tolerance k suchu. U všech testovaných odrůd byla prokázána reakce na aplikaci exogenní ABA. Pomocí fyziologických metod byla zjištěna odlišná citlivost na ABA pouze u odrůdy Jersey. Odrůdy tolerantnější k suchu vykazovaly vyšší hladinu relativní exprese vybraných genů s ochrannou funkcí k stresu. Transkripční aktivita genu DHN1 nebyla indukcí ABA prokázána.

Abstract:

The aim of this work was to assess the stress reactions of selected varieties of barley with varying levels of tolerance to drought. The stress reactions of plants were assessed at the physiological level and at the level of the relative expression of selected genes with a protective function toward stress. In the first part of the experiment the stress reactions of the plants were followed throughout the growing season under conditions of controlled irrigation over the course of three years. The data obtained for yield grain parameters was related to the values for the relative expression of the genes DHN1, DHN4, DHN5 and HVA1. This confirmed drought activation in the tested genotypes, there was a significant influence of the year on the extent of this activity and genotype dependence in correlation to the sensitivity of the variety to stress induced by drought was observed. In the years 2009 and 2010 a positive correlation between the relative expression of the tested genes DHN1, DHN4 and HVA1 and the level of drought tolerance of the tested varieties was found. In 2011 this correlation was negative. The results of long-term experiments showed greater tolerance to drought in the Amulet and Malz varieties and lower drought tolerance in the Jersey variety.In the second part of the experiment the possible use of the phytohormone abscisic acid (ABA) to develop stress reactions in varieties with differing drought tolerances was followed. In all the tested varieties a reaction was shown to the application of exogenous ABA. Using physiological methods a different sensitivity to ABA was ascertained only in the Jersey variety. More drought-resistant varieties showed higher levels of relative expression of selected genes with a protective function against stress. Induction by ABA was not demonstrated in the transcription activity of the gene DHN1.

Klíčová slova

ječmen setý, dehydriny, sucho, kyselina abscisová

Keywords

dehydrins, abscisic acid, barley, drought

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 7. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Jaroslava Ehrenbergerová, CSc.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fytotechnika / Speciální produkce rostlinná