Imunolokalizace mitogenem aktivovaných protein kináz a cytoskeletálních proteinů u vojtěšky (Medicago sativa) v interakci s Rhizobiem

Mgr. Kateřina HLAVÁČKOVÁ

Master's thesis

Immunolocalization of mitogen activated protein kinases and cytoskeletal proteins in interactions of alfalfa (Medicago sativa) with Rhizobium

Abstract:

Teoretická část diplomové práce se zabývá symbiotickou interakcí mezi rostlinami z čeledi bobovitých a bakteriemi rodu Rhizobium. Jsou popsány rostliny M. sativa a M. truncatula jako modelové organismy pro studium symbiotického vztahu, včetně jeho jednotlivých procesů. Další část je věnována MAPKs identifikovaných u M. sativa a M. truncatula a také roli MAPK signální kaskády během symbiózy. Pozornost je věnována také obecně rostlinnému cytoskeletu, konkrétně aktinu a mikrotubulům, stejně jako jeho reorganizaci v hlízkách během symbiotické interakce. Nakonec jsou popsány imunolokalizační metody, jejich význam a využití v buněčné biologii. Prvním cílem experimentální části bylo optimalizovat imunolokalizační metodu "whole- mount" tak, aby ji bylo možné využívat u vojtěšky k lokalizaci proteinů. Optimalizovaná "whole- mount" metoda byla následně využita pro zjištění subcelulární lokalizace SIMK a sledování vlivu abiotických stresů a inhibitoru MAPKKs na organizaci cytoskeletu, lokalizaci SIMK a fosforylaci MAPKs. Druhým cílem byla imunohistochemická kolokalizace cytoskeletu a MAPKs u vojtěšky v hlízkách při symbiotické interakci s bakteriemi rodu Rhizobium. Posledním cílem bylo odvození transgenní linie SIMK RNAi in vitro procesem somatické embryogeneze a její následné využití pro Western blot analýzu, při které byla ověřována přítomnost proteinů SIMK a MMK3 a vyhodnocena abundance proteinů v kontrolních podmínkách a v podmínkách během symbiotické interakce.

Abstract:

Theoretical part of the diploma thesis is dealing with symbiotic interaction between legumes and Rhizobium. M. sativa and M. truncatula as model organisms for study of the symbiotic relationship, including its processes are described. This part also includes overview of MAPKs in M. sativa and M. truncatula as well as their role during symbiosis. Last part is devoted to the plant cytoskeleton, namely actin filaments and microtubules and their reorganization during symbiotic interactions. Importance and use of immunolocalization methods in cell biology closes the theoretical part of this diploma thesis. The first goal of the experimental part of this work was to modify "whole- mount" immunolocalization method for proteins localization in M. sativa. Optimized "whole- mount" method was subsequently used to observe SIMK subcellular localization as well as cytoskeleton organization, SIMK localization and phosphorylation of MAPKs after abiotic stresses and MAPKKs inhibitor treatments. Immunohistochemical colocalization of MAPKs and cytoskeleton was examined in nodules of M. sativa during symbiotic interaction with Rhizobium. The last goal included preparation of transgenic line SIMKK RNAi in vitro by somatic embryogenesis and detection of SIMK and MMK3 proteins in regenerated plants by Western blot analysis, as well as quantification of SIMK and MMK3 abundance in control conditions compared with those during symbiosis.

Keywords

symbióza, Medicago, Rhizobium, cytoskelet, mikrotubuly, MAPK kaskáda, imunolokalizace, voskové řezy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Olga Šamajová, Dr.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering