Vliv světelných podmínek a teplotního stresu na aktivaci antioxidačních mechanismů u Solanum lycopersicum

Michaela Glosová

Master's thesis

The effect of light conditions and temperature stress on activation of antioxidant mechanism in Solanum lycopersicum

Abstract:

Světlo je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících vývoj rostlin zahrnující proces klíčení semen, de-etiolaci, kvetení, vývoj listu atd. Světelné signály jsou detekovány prostřednictvím fotoreceptorů, které absorbují v červené nebo v UV/modré oblasti spektra. Světelné podmínky mají vliv na zapojení obranných mechanismů v reakci rostliny vystavené vlivu biotických nebo abiotických stresových faktorů. Světlo a teplota ve spojení s působením rostlinných fytohormonů umožňují regulaci řady fyziologických dějů, jako je např. klíčení, rostlinná architektura a vývoj stonku. V experimentální části předložené práce byl studován vliv různých světelných podmínek na klíčení semen, vývoj rostliny, aktivitu zvolených antioxidačních enzymových systémů (peroxidasa, akorbátperoxidasa, superoxiddismutasa, katalasa, glutathionreduktasa), produkci fenolů, lignifikaci a produkci heat shock proteinů 70 (Hsp70) u rostlin ?wild type? a mutantu 7B-1 S. lycopersicum. Byly detekovány významné rozdíly ve sledovaných parametrech u jednotlivých genotypů za zvolených světelných podmínek. V dalším experimentu byl porovnán vliv krátkodobého teplotního stresu na aktivitu studovaných antioxidačních mechanismů a produkci Hsp70 u obou genotypů kultivovaných za rozdílných světelných podmínek. Vysoká aktivita některých antioxidačních enzymů u mutantu 7B-1 může být spojena se zvýšenou odolností k působení abiotického stresu. Produkce Hsp70 byla výrazně zvýšená po vystavení teplotnímu stresu v obou genotypech za různých světelných podmínek. Byla pozorována možná asociace mezi produkcí Hsp70 a aktivitou antioxidačních enzymů u obou genotypů. Zvýšená hladina Hsp70 a snížená intenzita aktivity antioxidačního systému poukazuje na možnost role Hsp70 v kompenzačním mechanismu obranných procesů vůči oxidativnímu stresu

Abstract:

Light is one of the most important factors that influences plant development which includes seed germination, de-etiolation, flowering, leaf development etc. Light signals are detected through photoreceptors, which absorb red/far-red or blue/UVA light. Light conditions influence the involvement of defense mechanisms found within the reaction of plants that are exposed to biotic and abiotic stress factors. The interaction of light and temperature in association with plant phytohormones enable regulation of several developmental events; such as seed germination, plant architecture, and stem development. The experimental part of this study observed the effect of divers light conditions in seed germination, development and activity of selected antioxidant enzyme systems, (peroxidase, ascorbate peroxidase, superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase) production of phenols, lignifications and production of heat shock protein 70 (Hsp70) in ?wild type? and 7B-1 mutant plants of S. lycopersicum. Significant differences were detected in the observed parameters of individual genotypes within chosen light conditions. In the next experiment observations were made on the influence of short term temperature stress on the activity of studied antioxidants mechanisms and production of Hsp70 in both genotypes cultivated in different light conditions. Higher activity of some antioxidant enzymes in the mutant 7B-1 can be related to the increased resistance to the abiotic stress. Production of Hsp70 was significantly increased after the exposure to temperature stress in both genotypes in different light conditions. The possible association between production of Hsp70 and the activity of antioxidant enzymes in both genotypes was observed. Increased level of Hsp70 and lowered level of intensity of activity of antioxidant systems shows possibility, that Hsp70 forms compensatory mechanism in the defence processes against oxidative stress

Keywords

světlo, teplotní stres, Solanum lycopersicum, Hsp70, antioxidační enzym

Keywords

light, temperature stress, Solanum lycopersicum, Hsp70, antioxidant enzyme

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 4. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2010
• Supervisor: Lenka Luhová
• Reader: Marek Petřivalský

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Biochemie / Biochemie