Functional analysis of interaction between auxin-binding proteins and phytochromes in corn

Jana Bořucká

Master's thesis

Abstract:

Diplomová práce byla zaměřena na studium role auxin-binding proteinů (ABPs) v signální dráze světla během vývoje semen kukuřice. Využitím genetického přístupu skládajícího se z analýzy hybridů a loss-off-function mutantů v genech ABP1 a ABP4 u kukuřice (Zea mays L.) jsem zkoumala expresi receptorů červeného světla fytochromu A a fytochromu B. Dále jsem studovala, zda exogenní auxin může ovlivnit expresi fytochromů a zda může být efekt auxinu zprostředkován signálními drahami ABP proteinů. Získané výsledky podporují předešlou hypotézu o moderním hybridu kukuřice, který se jeví jako méně citlivý ke světlu než starší hybrid. Konkrétně jsem objevila, ze narozdíl od staršího hybrida kukuřice 307, bílé světlo neredukovalo expresi PHYA u moderního hybridu 3394. Experimenty na abp mutantech ukázaly, že auxin může redukovat expresi PHYA a/nebo PHYB, a že ABP1 a/nebo ABP4 zprostředkovává efekt auxinu. Rovněž jsem došla k závěru, že modré světlo může snížit nebo blokovat expresi obou fytochromů a z výsledků lze usoudit, že alespoň v případě PHYA mohou být ABP1 a ABP4 pozitivně zahrnuty v expresi fytochromů. Zjištěná fakta z mých experimentů podporují existenci vzájemné interakce mezi signálními dráhami světla a auxinu a zároveň poskytují důkaz, že ABPs mohou fungovat jako elementy signální dráhy světla zahrnuté ve vývoji semen kukuřice

Abstract:

My diploma thesis was focused on study of role of auxin-binding proteins (ABPs) in light signaling during development of corn seedlings. Using genetic approach consisting of analysis of hybrids and loss-of-function mutants in ABP1 and ABP4 genes in maize (Zea mays L.), I investigated expression of red light receptors phytochrome A and phytochrome B as a function of light quality. In addition, I studied whether exogenous auxin can influence expression of the phytochromes and whether auxin effect could be mediated by ABP signaling pathways. Obtained results support previous hypothesis that modern corn hybrid responds to light less than the older hybrids. Namely, I found that in opposite to the older hybrid 307, white light was not able to reduce expression of PHYA gene in the modern hybrid 3394. Experiments on abp mutants showed that auxin can reduce expression of PHYA and/or PHYB genes, and that ABP1 and/or ABP4 mediate the effects of auxin. Interestingly, I also disclosed that blue light could decrease or block the expression of both phytochromes, and the results suggest that at least in the case of PHYA, ABP1 and ABP4 may be positively involved in the phytochrome gene expression. The results of my experiments support the existence of cross-talk between light and auxin signaling pathway, and provide some evidence that ABPs may function as elements of light signaling pathways involved in development of maize seedlings

Keywords

Zea mays L, auxin-binding proteins, fytochrom A, fytochrom B, NAA

Keywords

Zea mays L, auxin-binding proteins, phytochrome A, phytochrome B, NAA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2010
• Supervisor: Martin Fellner
• Reader: Jerry Cohen

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Biologie / Molekulární a buněčná biologie