Lokalizace reaktivních forem kyslíku a dusíku během patogeneze padlí

Klára KŘÍŽKOVÁ

Bachelor's thesis

Localization of reactive oxygen and nitrogen species during pathogenesis of powdery mildew

Abstract:

Reaktivní formy kyslíku a dusíku (RONS) jsou významné signální molekuly účastnící se řady biologických a fyziologických procesů. U rostlin vedou k obranným reakcím během působení stresových faktorů, mohou omezit šíření infekce posílením buněčných stěn, a nebo patogena přímo usmrtit. Podílí se na hypersenzitivní reakci charakterizované rychlou a lokalizovanou buněčnou smrtí, která je typická pro inkompatibilní interakci rostlina patogen. V této bakalářské práci byly RONS lokalizovány histochemickým barvením v listech Lactuca serriola během infekce padlí Golovinomyces cichoracearum a výsledky pozorovány konfokální laserovou skenovací mikroskopií. Singletní kyslík byl detekován 24 h po inokulaci v samotných sporách a v klíčních vláknech padlí. Stejně tomu bylo i v případě detekce peroxidu vodíku. Avšak oxid dusnatý u spor nebyl lokalizován 24 h ani 48 h po inokulaci, což je v rozporu s dříve publikovanými výsledky, proto se domnívám, že došlo k možnému metodickému pochybení. Bioluminiscence u listu Nicotiana tabacum cv. Samsung po aplikaci elicitorů byla měřena ultraslabou biofotonovou emisí pomocí CCD kamery. Bylo zjištěno, že patogeneze vede k signální odezvě po 5 h od infiltrace listu modelové rostliny a koresponduje s rozšířením nekrotických skvrn v infiltrovaných segmentech.

Abstract:

Reactive oxygen and nitrogen species (RONS) are important signal molecules involved in many biological and physiological processes. In stressed plants they lead to defense reactions, they can limit spreading of the infection by strengthening the cell walls or kill the pathogen directly. They participate in hypersensitive reaction characterized by rapid and localized cell death, which is typical for incompatible plant-pathogen interaction. In this bachelor work RONS were localized by histochemical staining in leaves of Lactuca serriola during the infection of mildew Golovinomyces cichoracearum and studied by confocal laser scanning microscopy. Singlet oxygen and hydrogen peroxide were detected 24 h post inoculation in spores as well as germ tubes. However, nitric oxide was not found neither 24 h nor 48 h post inoculation, which is in contradiction with previously published results. Therefore a methodological mistake is possible. Bioluminescence in leaf Nicotiana tabacum cv. Samsung after application of elicitors was measured by ultraweak photon emission using highly sensitive CCD camera. It was found that the pathogenesis leads to signal response after 5 hours of model plant leaf infiltration with elicitors and it corresponds to extension of necrotic spots in the infiltrated segments.

Keywords

biofotony, konfokální laserová skenovací mikroskopie, histochemická lokalizace, peroxid vodíku, oxid dusnatý, stres

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 8. 2012

Accessible from:: 2. 8. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 4. 9. 2012
• Supervisor: Doc. RNDr. Michaela Sedlářová, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Fyzika - Biologie