Proteiny zapojené do obranné reakce rostlin

Mgr. Veronika Plešková, Ph.D.

Doctoral thesis

Proteins playing a role in defence reaction in plants

Abstract:

Rostliny představují bohatý zdroj živin nejen pro lidi a zvířata, ale také pro mnoho dalších organismů, včetně bakterií, hub nebo hmyzu. Ačkoli rostliny nemají imunitní systém, tak jak jej známe u zvířat, vyvinuly si rozsáhlou řadu strukturálních a chemických bariér umožňujících rychlou detekci napadajících organismů a vyvolávajících okamžitou obrannou reakci zabraňující poškození, které by mohlo vést až k smrti rostliny. Je důležité si uvědomit, že lidé jsou téměř výhradně závislí na rostlinách jako na zdroji potravy, ale také i jako zdroji pro výrobu mnoha dalších důležitých nepotravinářských výrobků jako je například dřevo, barviva, textilie, léky, kosmetika nebo guma. Pochopení toho, jakým způsobem se rostliny brání před napadením patogeny a býložravci, je proto velmi důležité nejen pro ochranu našich zdrojů potravy, ale také pro rozvoj šlechtění rostlinných druhů odolných vůči chorobám. Tato práce se zaměřuje na výzkum obranných mechanismů a stanovení rezistence vůči opakovaným útokům patogenů v rostlinách tabáku a rajčete. První část se zaměřuje na význam zbytku Lys13 ve struktuře elicitinů a studuje vliv mutace Lys13Val β-kryptogeinu na jeho biologickou aktivitu v rostlinách tabáku (Nicotiana tabacum). Druhá část práce je pak věnována porovnání odpovědí citlivého a rezistentního genotypu rajčete, Solanum lycopersicum cv. Amateur a Solanum Habrochites, na ošetření dvěma různými látkami schopnými vyvolat rezistenci u rostlin (BABA, oligandrin) a také na infekci vyvolané biotrofním patogenem (Oidium neolycopersici).

Abstract:

Plants represent a rich source of nutrients not only for humans and animals but also for many other organisms including bacteria, fungi or insects. Although plants lack an immune system comparable to animals, they have developed an extensive array of structural and chemical barriers designed to quickly detect invading organisms and induce an immediate defence response in order to prevent damage that could eventually lead even to the plant death. It is important to be aware that humans depend almost exclusively on plants for food as well as for many important non-food products including wood, dyes, textiles, medicines, cosmetics or rubber. Understanding how plants defend themselves from pathogens and herbivores is essential in order to protect our food supply and develop highly disease-resistant plant species. This study focuses on the investigation of the defense mechanisms and establishment of resistance towards the recurring attack of pathogens in the tobacco and tomato plants. The first part focuses on the importance of residue Lys13 in elicitins structure and studies the effect of Lys13Val mutation in β-cryptogein to its biological activity in tobacco plants (Nicotiana tabacum). The second part is devoted to the comparison of the responses of susceptible and resistant tomato genotypes, Solanum lycopersicum cv. Amateur and Solanum habrochites, to two different plant resistance inducers (BABA, oligandrin) and also to biotrophic pathogen (Oidium neolycopersici).

Keywords

plant defence reaction, plant pathogens, elicitins, BABA, cryptogein, PR proteins, resistance, necrosis Nicotiana tabacum, Solanaceae spp., obranná reakce rostlin, rostlinné patogeny, elicitiny, kryptogein, PR proteiny, rezistence, nekróza

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 6. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 27. 6. 2019
• Supervisor: doc. Mgr. Tomáš Kašparovský, Ph.D.
• Reader: prof. RNDr. Bořivoj Klejdus, Ph.D., doc. Mgr. Jan Muselík, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Biochemistry