Exprese genů kódujících akvaporiny skupiny PIP u rajčete

Maroš PRČINA

Bachelor's thesis

Expression of genes coding for PIP aquaporins in tomato plants

Abstract:

Předložená bakalářská práce je zaměřena na studium role modrého světla a akvaporinů v reakcích semen rajčete (Solanum lycopersicum) ke stresovým podmínkám, a to konkrétně k osmotickému stresu. Modré světlo má nezbytný podíl v řízení mnoha aspektů života rostlin. Jedním z účinků modrého světla je redukce klíčení semen. Inhibiční účinek modrého světla se však neprojevuje u genotypu s mutací v genu 7B-1, jehož konkrétní funkce je dosud neznámá. Tento mutant byl vybrán pro studium interakcí vlivu modrého světla a stresových podmínek, protože vykazuje rezistenci vůči abiotickému stresu specificky na modrém světle. Jedním z důvodů, které mohou zapříčinit lepší odolnost rostliny k vodnímu stresu obecně a osmotickému stresu konkrétně, je zvýšené množství nebo zvýšená aktivita akvaporinů, které se mohou podílet na příjmu vody rostlinou a lepší distribuci vody v rámci rostlinného organismu. To naznačují také výsledky této práce. Při kultivaci semen pod vlivem HgCl2, jakožto inhibitoru akvaporinů, byla zjištěna zhoršená klíčivost všech sledovaných semen. Semena mutované rostliny však vykazovala vyšší odolnost vůči inhibitoru akvaporinů. To naznačuje, společně se zvýšenou odolností na osmotický stres mutovaných semen, že se akvaporiny podílejí na adaptaci na osmotický stres. Proto byl v této práci dále sledován také vliv modrého světla na expresi jednoho akvaporinu třídy PIP u semen mutanta 7B-1 v porovnání s kontrolními rostlinami. Semena byla inkubována na modrém a červeném světle a ve tmě, a exprese byla sledována pomocí RT-PCR již po 24 hodinách inkubace, tedy v imhibiční fázi klíčení. Výsledky expresní analýzy ukázaly, že množství mRNA genu LePIP1-1 není v imbibovaných semenech 7B-1 a semenech kontrolní rostliny příliš vysoká a významně se neliší v závislosti na světelných podmínkách a genotypu semen.

Abstract:

Submitted bachelor thesis is focused on study of the role of blue light and aquaporinss in reactions to stress conditions and particularly to osmotic stress in tomato (Solanum lycopersicum) seeds. Blue light acts as a fundamental regulation factor for many aspects of plant life. One of the effects is that blue light reduces seed germination. However, this inhibitory effect of blue light is not notable in a genotype with mutation in a gene 7B-1 whose function is still unknown. Because this mutant shows a resistence to abiotic stresses specifically under blue light, it was chosen for a study of interaction of stress conditions with blue light. One of the reasons which can cause improvement of a water stress resistance in general and osmotic stress resistance in particular is high level or activity of aquaporins, contributing to better water uptake and better redistribution of water within plant organism. This is also indicatedby the results of submitted bachelor thesis. Cultivation of tomato seeds on medium containing HgCl2, an inhibitor of aquaporins, resulted in reduction of germination while 7B-1 mutant seeds were affected by aquaporin inhibtor markedly less. This suggests, according to resistance to an osmotic stress showed in mutant seeds, that aquaporins contribute to the processes of adaptation to osmotic stress. Submitted thesis consequently focuses also on the effect of blue light on expression of a PIP group aquaporin in a seeds of 7B-1 mutant in contrast with control seeds. Seeds were incubated in dark, under red and blue lights and the expression was observed by RT-PCR after 24-hour incubation which means that seeds were in the imbibition phase of germination. Results of the expression analysis showed that the amount of LePIP1-1 mRNA in imbibed seeds of the 7B-1 mutant and control plant is not high and does not differ regarding the light conditions and genotype.

Keywords

Solanum lycopersicum, Lycopersicon esculentum, 7B-1 mutant, osmotický stres, manitol, HgCl2, modré světlo, exprese akvaporinů, PIP1-1

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 1. 2012

Accessible from:: 2. 1. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Doc. RNDr. Martin Fellner, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology