Vliv salinitního stresu na metabolismus polyaminů u hrachu setého (Pisum sativum)

Tereza HROMÁDKOVÁ

Bachelor's thesis

Effect of Salinity Stress on Metabolism of Polyamines in Pea (Pisum sativum)

Abstract:

Polyaminy (PA), nízkomolekulární alifatické sloučeniny obsahující dvě a více aminoskupin, v rostlinách stimulují dělení buněk, regulují buněčný cyklus a účastní se obranného mechanismu rostlin před stresovými faktory. Mezi základní zástupce PA se řadí putrescin, spermin a spermidin. Biosyntéza PA vychází z argininu nebo ornithinu. Hlavními enzymy účastnícími se katabolismu PA jsou diaminoxidasy (DAO) a aminoaldehyddehydrogenasy (AMADH). DAO katalyzují reakce, kdy dochází k oxidaci PA na příslušné aminoaldehydy, které pak mohou být dále katabolisovány na příslušné aminokyseliny prostřednictvím AMADH. Cílem bakalářské práce bylo stanovení vlivu salinitního stresu, způsobeného přítomností NaCl v růstovém médiu, zejména na změny obsahu PA a aktivity enzymů DAO a AMADH. Zároveň byla v práci stanovena aktivita guajakolperoxidasy (GuPOX), enzymu katalyzujícího rozklad toxického H2O2, a byl také stanoven celkový obsah proteinů. Experiment byl proveden na dvou genotypech hrachu setého P. sativum cv. Kudrnáč a P. sativum cv. Twinset, které se od sebe liší v odolnosti vůči některým rostlinným patogenním organismům. Vliv zvýšené koncentrace NaCl v růstovém médiu se projevil u obou genotypů P. sativum inhibicí růstu zvláště nadzemních částí. Po aplikaci NaCl byly pozorovány intenzivnější změny aktivit enzymů AMADH a DAO zejména v kořenových částech P. sativum cv. Kudrnáč. Naopak změny v aktivitě GuPOX při zvýšené koncentraci NaCl byly zaznamenány převážně v nadzemních částech P. sativum cv. Twinset. Výraznější změny v obsahu PA v odpovědi na salinitní stres byly sledovány hlavně v kořenech P. sativum cv. Twinset.

Abstract:

Polyamines (PAs), low-molecular-weight aliphatic compounds with two or more amino groups, stimulate plant cell division, regulate cell cycle and participate in a defense mechanism against plant stress factors. The principal examples of PAs are putrescine, spermine and spermidine. Biosynthesis of PAs starts from arginine or ornithine. Diamine oxidases (DAOs) and aminoaldehyde dehydrogenases (AMADHs) are essential enzymes which take part in catabolism of PAs. DAOs catalyze reactions in which PAs are oxidated into relevant aminoaldehydes. Aminoaldehydes are then catabolized into relevant aminoacids with the use of AMADHs. The aim of this bachelor thesis was to determine the effect of salt stress, induced by NaCl in growth medium, to changes in the polyamine content and activities of enzymes DAOs a AMADHs. Simultaneously, the activity of guaiacol peroxidases (GuPOXs) and protein content were observed in this thesis. GuPOXs are enzymes which catalyze decomposition of toxic H2O2. The experiment was performed on two genotypes of pea P. sativum cv. Kudrnáč and P. sativum cv. Twinset, which differ from each other in a resistance to some plant pathogenic organisms. The effect of increased concentration of NaCl in growth medium could be seen in the inhibition of plant growth, especially in shoots, at both of the genotypes of P. sativum. After NaCl aplication, more intensive changes in activities of AMADHs and DAOs could be observed mostly in roots of P. sativum cv. Kudrnáč. On the contrary, changes in activities of GuPOXs could be registered mainly in shoots of P. sativum cv. Twinset, when the concentration of NaCl was increased. As an answer to salt stress, more significant changes in polyamine content were observed mostly in roots of P. sativum cv. Twinset.

Keywords

salinita, Pisum sativum, polyaminy, diaminoxidasa, aminoaldehyddehydrogenasa, guajakolperoxidasa, reaktivní formy dusíku/kyslíku

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 5. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jana Sekaninová, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry