Charakterizace fenotypu a organizace mikrotubulů u vybraných MAPK mutantů

Jana VINOHRADSKÁ

Bachelor's thesis

Phenotypic characterization and microtubule organization in selected MAPK mutants

Abstract:

Signální kaskády mitogenem-aktivovaných proteinkináz (MAPK) patří mezi významné intracelulární signální dráhy eukaryotních organismů. Tyto kaskády zprostředkovávají percepci, intracelulární transdukci a amplifikaci širokého spektra signálů vyvolaných nejrůznějšími podněty. U rostlin mohou být tyto podněty jak biotického, tak abiotického původu a v konečném důsledku ovlivňují růst a samotné přežití rostlinného organismu. Signální kaskády MAPK rovněž přenáší signály mající význam při vývoji rostliny, nicméně jakožto dráhy s tímto významem jsou v současné literatuře poněkud opomíjené. Z tohoto důvodu je věnována pozornost výzkumu vývojově významných signálních drah zahrnujících MAPK a identifikaci procesů, do kterých jsou jednotlivé MAPK zapojeny. Cílem této bakalářské práce bylo ukázat zapojení signálních drah MAPK prostřednictvím studia fenotypu mutantních rostlin Arabidopsis thaliana mpk6-4 a mpk6-4 + MPK6AEF, které vykazují defektní signalizaci prostřednictvím mitogenem aktivované proteinkinázy 6 (MPK6). Fenotypy byly porovnávány s divokým typem Col-0. Vliv mutací byl studován na celkovém fenotypu s důrazem na uspořádání buněk v kořeni těchto rostlin. Studie byly založeny na mikroskopické charakterizaci mutantních rostlin v porovnání s divokým typem. Pro studium organizace mikrotubulů a lokalizace MPK6 bylo užito imunofluorescenční značení metodou "whole mount" s detekcí pomocí odpovídajících protilátek proti tubulinu a MPK6. Byly potvrzeny již dříve publikované fenotypové projevy v uspořádání průduchů a determinaci roviny buněčného dělení, rovněž byly identifikovány nové fenotypy a to zejména pro mutanta mpk6-4 + MPK6AEF. Výsledky pozorování na buněčné úrovni jednak potvrzují zapojení MPK6 do regulace roviny buněčného dělení a také přináší nové poznatky o lokalizaci MPK6 u mutanta mpk6-4 + MPK6AEF.

Abstract:

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) signalling cascades are fundamental intracellular signalling pathways in eukaryotic organisms. MAPK cascades mediate perception, intracellular transduction and amplification of a broad spectrum of signals induced by various stimuli. Such stimuli may be of biotic and abiotic origin, ultimately affecting plant growth and survival. However MAPK cascades also mediate signal transduction of developmental significance and as such relevant signalling pathways are undermined in the contemporary literature. For this reason, attention is drawn to research of developmentally important signalling cascades involving MAPKs and to identify the processes in which individual MAPKs are involved. The aim of this bachelor thesis was to exemplify developmental involvement of MAPK signalling through studies on the phenotype of Arabidopsis thaliana mpk6-4 and mpk6-4 + MPK6AEF mutants of Arabidopsis thaliana which exhibit defective signalling through the mitogen-activated protein kinase 6 (MPK6). The phenotypes were compared with wild type Col-0. The influence of mutations was studied on the phenotype of whole plants emphasizing on root tissue patterning and the organization of microtubules and localization of MPK6 in cells of primary roots of such mutants. Most of the studies depended on microscopic characterization of mutants against their wild type background. Microtubule organization and MPK6 localization in root cells were addressed by the immunofluorescent labelling method of root wholemounts appropriately tagged with anti-tubulin and anti-MPK6 antibodies. Previously published phenotypes on stomatal phenotype and root cell division plane determination were corroborated herein, while novel phenotypes were identified especially in the mpk6-4 + MPK6AEF mutant. Observations at the cellular level confirmed the involvement of MPK 6 in regulation of cell division plane orientation and also showed new information about the localization of MPK6 in mpk6-4 + MPK6AEF mutant.

Keywords

signalizace, mitogenem-aktivovaná proteinkináza, MPK6, mikrotubuly

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2015

Accessible from:: 29. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Georgios Komis, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology