Selekce homozygotních mutantních linií Arabidopsis thaliana s T-DNA inzercí v genu CSD1

Kateřina NAVRÁTILOVÁ

Bachelor's thesis

Selection of Arabidopsis thaliana homozygous mutant lines with T-DNA insertion in the CSD1 gene

Abstract:

Superoxiddismutázy jsou jednou z hlavních složek enzymatické antioxidační obrany. Plní důležitou roli v odklízení vznikajících reaktivních forem kyslíku, které při nadměrné produkci mohou vyvolat oxidační stres v organismu. Taktéž byla popsána jejich nezastupitelná role v řadě vývojových procesů rostlin. Jedním z hlavních regulátorů exprese některých izoforem superoxiddismutáz se zdají být transkripční faktory známé jako SQUAMOSA promoter-binding protein-like. Z tohoto důvodu jsme se v teoretické části věnovali superoxiddismutázám se zaměřením zejména na CSD1 a CSD2 izoenzymy. Konkrétně jsme se zabývali jejich funkcí v modelové rostlině Arabidopsis thaliana. Věnovali jsme se také SQUAMOSA promoter-biding protein-like transkripčním faktorům se zaměřením na SQUAMOSA promoter-biding protein-like 7, jež je schopný regulace izoenzymů CSD1 a CSD2. Zabývali jsme se také studiem mitogen-aktivovaných protein kinázových kaskád, jelikož jsou schopné regulovat aktivitu některých transkripčních faktorů. Jsou také známé tím, že regulují antioxidační obranu, a to včetně superoxiddismutáz. Experimentální část jsme proto zaměřili na bioinformatickou analýzu s cílem predikovat potencionální transkripční faktory schopné regulovat geny CSD1 a CSD2 pod kontrolou mitogen-aktivovaných protein kinázových kaskád. Prostřednictvím alelově specifické PCR a imunoblotování s anti-CSD protilátkou jsme vyselektovali homozygotní T-DNA inzerční linie csd1-1 a csd1-2, u kterých byla potvrzena nepřítomnost CSD1 proteinu. Zabývali jsme se studiem vlivu koncentrace mědi na abundanci a aktivitu CSD1 a CSD2, která je úzce spojena s regulací superoxiddismutáz skrze SQUAMOSA promoter-biding protein-like 7 transkripční faktor.

Abstract:

Superoxide dismutases are one of the main components of enzymatic antioxidant defence. They play an important role in scavenging of emerging reactive oxygen species, which in case of excessive production can cause oxidative stress of an organism. Their irreplaceable role in several plant developmental processes was also described. Furthermore, one of the major regulators of expression of superoxide dismutases isoforms appear to be the transcription factors known as SQUAMOSA promoter-binding protein-like. Therefore, in the theoretical part we focused on superoxide dismutases focusing mainly on CSD1 and CSD2 isoenzymes. Specifically, we discussed their function in the model plant Arabidopsis thaliana. We also addressed SQUAMOSA promoter-binding protein-like transcription factors, focusing on SQUAMOSA promoter-binding protein-like 7, which is capable of regulating CSD1 and CSD2 isoenzymes. In addition, we studied mitogen-activated protein kinase cascades as they can regulate the activity of some transcription factors. They are also known to regulate antioxidant defence, including superoxide dismutases. Thus, we focused the experimental part on bioinformatics analysis to predict potential transcription factors capable of regulating CSD1 and CSD2 genes under the control of mitogen-activated protein kinase cascades. By allele-specific PCR and immunoblotting with anti-CSD antibody, we selected homozygous T-DNA insertion lines csd1-1 and csd1-2, in which the absence of CSD1 protein was confirmed. We studied the effect of copper concentration on the abundance and activity of CSD1 and CSD2, which is closely related to the regulation of superoxide dismutases through SQUAMOSA promoter-binding protein-like 7 transcription factor.

Keywords

superoxiddismutázy, CSD1, CSD2, Arabidopsis thaliana, reaktivní formy kyslíku, mitogen-aktivované protein kinázové kaskády, antioxidační obrana, SQUAMOSA promoter-binding protein-like

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 7. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Petr Dvořák

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology