Vliv vnější teploty na množství PSI-NDH superkomplexu produkovaného rostlinami

Bc. Ondřej KOCÁB

Master's thesis

The influence of external temperature on the amount of PSI-NDH supercomplex produced by plants

Abstract:

Tato práce se zabývá sledováním struktury a množství PSI-NDH superkomplexu u rostlin pěstovaných za různých teplot. Obsahuje stručný přehled lineárního elektronového transportu, cyklického elektronového transportu a obecný popis některých metod užívaných při výzkumu PSI-NDH superkomplexu. Měření probíhalo na ječmeni (Hordeum vulgare). Pro stanovení struktury proteinových komplexů byla využita separační technika CN-PAGE, z nichž byly získány vzorky pro analýzu pod transmisním elektronovým mikroskopem. Ke stanovení množství proteinových komplexů byla využita separační technika SDS-PAGE v kombinaci s metodou Western blotting a také fluorescenční analýza pomocí přístroje PAM-2000, kde byl sledován nárůst minimální fluorescence. V diskusi jsou obdržené výsledky rozebrány z hlediska použitých separačních technik, struktur nalezených u daných teplotních variant a výsledků fluorescenční analýzy. Obdržená data jsou porovnány s nejnovějšími poznatky v odborné literatuře. Tato práce ukazuje, že působení vyšších teplot na rostlinu zřejmě stimuluje cyklický elektronový transport a kompenzuje tak zpomalený tok elektronů skrze PSII. U rostlin pěstovaných při teplotě 38 °C byl odhalen PSI-NDH superkomplex se třemi PSI, což se zdá tuto teorii podporovat. Fluorescenční analýza také potvrzuje, že rostliny pěstované za vyších teplot obsahují větší množství PSI-NDH superkomplexu, než rostliny pěstované za nižší teploty. Nečekaným nálezem byly tetramery PSI u rostlin pěstovaných při 40 °C v oblasti, kde sem měly nacházet primárně PSI-NDH superkomplexy.

Abstract:

This work deals with structure and quantity of PSI-NDH supercomplex in plants grown at various temperatures. Current knowledge of linear electron transport, cyclic electron transport and general description of some methods which are used in PSI-NDH supercomplex research are summarized. Measurement was carried on barley (Hordeum vulgare). Structure of protein complexes was examined using separation technique CN-PAGE. Obtained samples were then analyzed by transmission electron microscope. Quantity of protein complexes was determined using sepration technique SDS-PAGE in combination with Western Blotting; fluorescence analysis was observed as an increase of minimal fluorescence measured by PAM. In discussion, our results in terms of used separation techniques, structures obtained at various temperatures and results from fluorescence analysis were analyzed. Our observations are compared with recently published data. This work shows that effect of highest temperatures on plant is stimulates cyclic electron transport and thus compensates inhibited linear electron transport through PSII. Supercomplex with three PSI was detected in plants grown at 38 °C. Plants grown at higher temperatures contain more PSI-NDH supercomplexes then plants grown at lower temperatures, which was confirmed by fluorescence analysis. Unexpectedly, in place of PSI-NDH supercomplex only PSI tetramers were present in plants grown at 40 °C.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 8. 2016

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Roman Kouřil, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Biophysics