Fenotypová charakterizace a příprava annexinových mutantů Arabidopsis thaliana pomocí Multiplex CRISPR/Cas9 metody

Kateřina HEGEROVÁ

Bachelor's thesis

Phenotypic characterization and preparation of Arabidopsis annexin mutants by Multiplex CRISPR/Cas9 method

Abstract:

Annexiny jsou konzervovaná, široce rozšířená rodina proteinů schopná vázat se na fosfolipidy v závislosti na vápenatých iontech. Účastní se různých buněčných procesů, odpovědí na abiotický i biotický stres a mají vliv na růst a vývoj rostlin. Tato práce se zaměřuje na studii annexinů 1 a 4 v Arabidopsis thaliana, široce používaném modelovém organismu. Teoretická část práce zahrnuje přehled literatury, jehož cílem je pochopit základní charakteristiky annexinů a úlohu vápníkové signalizace v A. thaliana. Praktická část práce se zaměřuje na experimentální ověření a charakterizaci annexinových mutantů. Toho je dosaženo pomocí PCR genotypování, které potvrzuje přítomnost požadovaných mutací v annexinových genech. Po validaci je provedena fenotypová charakterizace mutantů pro prohloubení znalostí o vlivech těchto proteinů na rostliny A. thaliana. Dále tato práce zahrnuje molekulární přípravu konstruktů pro tvorbu jednoduchých a dvojitých annexinových mutantů pomocí metody Multiplex CRISPR/Cas9. Tato pokročilá technika genového inženýrství umožňuje přesnou a účinnou editaci několika genů annexinů v rostlině zároveň.

Abstract:

Annexins are a conserved, widely distributed family of proteins capable of binding to phospholipids in response to calcium ions. They are involved in a variety of cellular processes, responses to abiotic and biotic stresses, and influence plant growth and development. This work is focused on the study of annexins 1 and 4 in Arabidopsis thaliana, a widely used model organism. The theoretical part of this work includes a literature review to understand the basic characteristics of annexins and the role of calcium signaling in A. thaliana. The practical part of the thesis focuses on experimental validation and characterization of annexin mutants. This is achieved by PCR genotyping to confirm the presence of the desired mutations in the annexin genes. After validation, phenotypic characterization of these mutants is performed to deepen the knowledge of the effects of these proteins on A. thaliana plants. Furthermore, this work involves the molecular preparation of constructs for the generation of single and double annexin mutants using the Multiplex CRISPR/Cas9 method. This advanced genetic engineering technique allows precise and efficient editing of multiple annexin genes in the plant simultaneously.

Keywords

annexiny, Arabidopsis thaliana, ANNAT1, ANNAT4, fenotypová analýza, Multiplex CRISPR/Cas9

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Miroslava Medelská, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biotechnology and Genetic Engineering / Biotechnology and Genetic Engineering