Vliv modifikace histonů na schopnost indukce rezistence u rostlin

Bc. Jana Sekerková

Master's thesis

The role of histones modifications on ability to induce resistance in plants

Abstract:

Rostliny jsou každodenně vystavovány řadě nepříznivých vlivů a patogenních organismů, jakými mohou být bakterie, viry či oomycety. Na základě těchto nepříznivých faktorů si rostliny vybudovaly celou řadu obranných drah. Tyto obranné reakce mohou být urychleny a zesíleny opakovanou reakcí na stimul, která je přirozeně spuštěna pomocí rozpoznání mikrobiálních molekulárních vzorů (MAMPs), či použitím tzv. „priming“ molekul, což je např. kyselina beta-aminomáselná (BABA). Nedávné studie ukazují, že zvýšená obrana rostlin je také podmíněna některými epigenetickými mechanismy, jakými jsou metylace DNA, či posttranslační modifikace histonů. V této práci byla stanovována míra rezistence modelové rostliny Arabidopsis thaliana Col-0, a jejích dvou mutantních linií ddm1 a ibm1 s pozměněnou metylací genomové DNA, v závislosti na různých parametrech. Hlavními parametry byly rozdíly v bazální rezistenci rostlin a po ošetření BABA proti biotrofním a hemibiotrofním patogenům reprezentovaným oomycetou Hyaloperonosporou parasiticou a modelovou bakterií Pseudomonas syringae DC 3000. Posledním parametrem bylo poté stanovení míry exprese obranných genů PR1 a PDF1.2 v závislosti na aplikaci BABA a inokulaci daného patogenu.

Abstract:

The plants are exposed daily to many adverse effects and harmful organisms, such as bacteria, viruses or oomycetes. Based on these unfavourable factors, the plants have built several defence pathways. These defence responses can be accelerated and enhanced by a repeated response to a stimulus that is naturally triggered by the recognition of microbe molecular patterns (MAMPs) or by the use of priming molecules, such as beta-aminobutyric acid (BABA). Recent studies suggest that increased plant defence is also due to some epigenetic mechanisms, such as DNA methylation or histone post-translational modification. In this work, the dependence of resistance on various parameters of the model plant Arabidopsis thaliana Col-0 and its two mutant lines showing altered methylation status of genomic DNA, ddm1 and ibm1, was determined. The main parameters were differences in the basal resistance of plants and after treatment with BABA against hemibiotrophic and biotrophic pathogens represented by oomycete Hyaloperonospora parasitica and model bacteria Pseudomonas syringae DC3000. The last parameter was the determination of the expression level of the defence genes PR1 and PDF1.2 depending on the application of BABA or inoculation with given pathogen.

Keywords

Metylace, mutantní linie, transkripce, histon, Hyaloperonospora parasitica, Pseudomonas syringae, Methylation, mutant lines, transcription, histone

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 1. 7. 2020
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Miloslava Fojtová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry