Under water: signalizace masožravých rostlin pod vodou

Tereza JÍLKOVÁ

Bachelor's thesis

Under water: signalling in submerged carnivorous plants

Anotácia:

Záplavy patři mezi přírodní katastrofy, které negativně ovlivňují nejenom nás, ale i rostliny. V důsledku záplav dochází u rostlin ke snížení obranyschopnosti a nedokáží se účinně bránit proti herbivornímu hmyzu, který je napadá. Konkrétně dochází k inaktivaci jasmonátové signální dráhy, kterou si v průběhu evoluce exaptovala odlišná skupina rostlin. Masožravé rostliny využívají součásti obranného systému nejenom ke své obraně, ale také k lovu. Masožravé rostliny, jako například mucholapka podivná (Dionaea muscipula Ellis), rostou v oblastech, kde dochází k častým záplavám a dokáží tyto podmínky přežít. Cílem této práce bylo stanovení hladin fytohormonů a detekce a kvantifikace trávících enzymů v odpovědi na zatopení rostlin mucholapky podivné. Během experimentu byla skupina rostlin umístěna na vzduchu a druhá skupina byla zatopena a následně byla část rostlin z obou skupin hodinu mechanostimulována. Kvantitativní analýza fytohormonů byla provedena pomocí metody LC-MS/MS a detekce a kvantifikace trávících enzymů byla provedena pomocí metod SDS-PAGE a Western blotting. Výsledky ukázaly, že v případě zatopení dochází i u mucholapky podivné ke snížení akumulace kyseliny jasmonové, čímž dochází i ke snížení sekrece trávících enzymů. Avšak hladina kyseliny jasmonové po indukci mechanostimulací je stále dostačující k aktivaci trávícího procesu, který je pro rostlinu životně důležitý.

Abstract:

Floods belong among the natural disasters that don't negatively affect only us but also affect plants. As a results of flooding, plants have reduced defences and are unable to defend themselves effectively against herbicidal insects that attack them. Specifically, the jasmonate signalling pathway, which was co-opted by another group of plants during evolution, is inactivated. Carnivorous plants use parts of plant defense system not only for their own defense but also for hunting. Carnivorous plants such as the Venus flytrap (Dionaea muscipula Ellis) grow in wet habitats where frequent flooding occurs and are able to survive these conditions. The aim of this study was to determine the levels of phytohormones and to detect and quantify digestive enzymes in response to flooding in Venus flytrap plants. During the experiment, one group of plants was placed in air, while the other group was flooded, and then a half of the plants from both groups were mechanically stimulated for an hour. Quantitative analysis of phytohormones was performed using the LC-MS/MS method, and detection and quantification of digestive enzymes were performed using SDS-PAGE and Western blotting. The results showed that in the case of flooding, there is also a reduction in the accumulation of jasmonic acid in Venus flytrap plants, which leads to a decrease in the secretion of digestive enzymes. However, the level of jasmonic acid after mechanostimulation induction is still sufficient to activate the digestive process that is vital for the plant.

Kľúčové slová

mucholapka podivná, obranyschopnost rostlin, jasmonátová signální dráha, zatopení

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Mgr. Andrej Pavlovič, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / odbor:
Biology / Molecular and Cell Biology