Study of auxin metabolism at the organ level

Mgr. Pavel HLADÍK

Doctoral thesis

Study of phytohormones metabolism at the organ level

Abstract:

Auxins are a group of phytohormones regulating plant growth and development. One of the mechanisms involved in regulating their proper function is metabolism, during which inactive conjugates and degradation products are formed. However, these metabolic pathways were extensively studied in indole-3-acetic acid (IAA) and have not yet been elucidated in other endogenous auxins. This thesis focuses on the discovery of new metabolites of IAA and phenylacetic acid (PAA) utilizing liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. Based on these results, metabolic profiling of these two auxins was then conducted in plants and their organs at various growth stages. Due to the limited information available on the enzymes responsible for the synthesis of PAA conjugates, bacterial enzymatic assays were performed, leading to the clarification of these pathways. Different part of this work focuses on the development of extraction and analytical methods for the quantification of synthetic IAA derivatives with anti-auxin activity. Together, these results aim to improve our understanding of auxin regulation across land plants.

Abstract:

Auxiny jsou skupinou fytohormonů regulujících správný růst a vývoj rostlin. Jedním z mechanismů podílejícím se na jejich správné funkci je metabolismus, při kterém vznikají neaktivní konjugáty a degradační produkty. Nicméně tyto metabolické dráhy byly studovány především na kyselině indol-3-yl octové (IAA) a v ostatních endogenních auxinech nejsou dosud objasněny. Tato práce se zabývá objevem nových metabolitů IAA a kyseliny fenyloctové (PAA) za použití kapalinové chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní spektrometrií. Na základě těchto výsledků bylo poté provedeno metabolické profilování těchto dvou auxinů v rostlinách a jejich orgánech v různých vývojových stádiích. Jelikož enzymy zodpovědné za syntézu PAA konjugátů nejsou téměř popsány, byly provedeny bakteriální enzymatické testy, které vedly k objasnění těchto drah. Další částí této práce byl vývoj extrakčních a analytických metod pro kvantifikaci syntetických derivátů IAA s anti-auxinovou aktivitou. Tyto výsledky by měly přispět k lepšímu porozumění regulace auxinů napříč vyššími rostlinami.

Keywords

auxin, kyselina indol-3-octová, kyselina fenyloctová, metabolismus, extrakce, LC-MS/MS

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: prof. Mgr. Ondřej Novák, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Experimental Biology / Experimental Biology