3D rekonštrukcia povrchu buniek hypokotylov Arabidopsis thaliana so zmenenými hladinami cytokinínov

Marcel Hubinský

Bachelor's thesis

3D rekonstrukce povrchu buněk hypokotylů Arabidopsis thaliana se změněnými hladinami cytokininů

Abstract:

Rostliny jsou mnohobuněčné organismy, které důsledně kontrolují svůj růst a morfogenézi na produkci zralých orgánů, a tím dosažení pohlavně dospělého jedince. Na úrovni buněk se vývoj rostlin skládá ze dvou hlavních procesů, proliferace buněk a expanze buněk. Rozdíly v načasování, rychlosti a rozestupech těchto vývojových procesů určují konečnou velikost a strukturu jednotlivých rostlinných orgánů. Cytokininy (CK) hrají klíčovou roli při mnoha aspektech vývoje rostlin, včetně rozvoje hypokotylů. V této práci bylo prokázáno, že CK hrají klíčovou roli nejen v proliferační, ale také v růstové fázi buněk. Hypokotyly rostlin se zvýšeným obsahem CK a rostoucích za snížené intenzity světla obsahovaly delší epidermální buňky, zatímco rostliny se sníženou hladinou CK vykazovaly buňky menší. Pomocí konfokální mikroskopie a použití transgenních linií s GFP-značenými mikrotubulárními proteiny (proCaMV35S :: MBD-GFP) bylo možné vypracovat rekonstruovány model povrchu hypokotylů s různými hladinami cytokininů. Vytvořený 3D model umožnil detailní nahlédnutí do velikosti a tvaru buněk hypokotylů.

Abstract:

Plants are multicellular organisms, which tightly control their growth and morphogene-sis to successfully accomplish the final reproductive individual plant. At the cellular level, plant development consists of two main processes, cell proliferation and cell ex-pansion. Differences in the timing, rate and spacing of these developmental processes determine the final size and structure of plants organs, such as hypocotyl. Cytokinins (CKs) play a key role during many aspects of plant development, including hypocotyl development. We confirmed the important role of CK during expansion phase of hypocotyl cells. Hypocotyls with increased levels of CK growing under low light conditions were formed by elongated epidermal cells whereas hypocotyls lacking CK produced smaller cells. Using advanced confocal microscopy methods and transgenic plants with GFP-labeled cortical microtubules (proCaMV35S::MBD-GFP) enabled to design recon-struction of hypocotyl surface with altered levels of CK. The final 3D model of hypocotyl epidermal cells shed a light on detail morphological changes upon CK alterations

Abstract:

Rastliny sú mnohobunkové organizmy, ktoré dôsledne kontrolujú svoj rast a morfogenézu na produkciu zrelých orgánov, a tým dosiahnutie pohlavne dospelého jedinca. Na úrovni buniek sa vývoj rastlín skladá z dvoch hlavných procesov, proliferácie buniek a expanzie buniek. Rozdiely v načasovaní, rýchlosti a rozostupoch týchto vývojových procesov určujú konečnú veľkosť a štruktúru jednotlivých rastlinných orgánov. Cytokiníny (CK) zohrávajú kľúčovú úlohu pri mnohých aspektoch vývoja rastlín, vrátane rozvoja hypokotylov. V tejto práci bolo preukázané, že CK hrajú kľúčovú rolu nielen v proliferačnej, ale tiež v rastovej fáze buniek. Hypokotyly rastlín so zvýšeným obsahom CK a rastúcich za zníženej intenzity svetla obsahovali dlhšie epidermálne bunky, zatiaľ čo rastliny so zníženou hladinou CK vykazovali bunky menšie. Pomocou konfokálnej mikroskopie a použitia transgénnych línií s GFP-značenými mikrotubulárnými proteinmi (proCaMV35S::MBD-GFP) bolo možné vypracovať rekonštruovaný model povrchu hypokotylu s rôznymi hladinami cytokininov. Vytvorený 3D model umožnil detailné nahliadnutie do veľkosti a tvaru buniek hypokotylov.

Keywords

cytokininy, hypokotyl, konfokální mikroskopie

Keywords

cytokinins, hypocotyl, confocal microscopy

Keywords

hypokotyl, konfokálna mikroskopia, cytokiníny

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 8. 2018

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Jan Skalák, Ph.D.
• Reader: Ivan Luptovčiak, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology