Interakce auxinu a cytokininů v regulaci gravitropní odpovědi kořene Arabidopsis thaliana

Bc. Tomáš Prát

Master's thesis

Auxin and cytokinin interactions in the root gravitropism in Arabidopsis thaliana

Abstract:

Gravitropismus kořene je aktivní pohyb kořenové špičky řízený směrem gravitačního vektoru. Regulace gravitropismu je přičítána fytohormonu auxinu. Jeho distribuce a tvorba gradientu během gravitropismu je umožněna membránovými přenašeči zejména vynašeči PIN. Byla však naznačena interakce auxinu s cytokininem (CK) např. při de novo organogenezi nebo tvorbě postranních kořenů, kde CK ovlivňovaly expresi genů PIN. Naše hypotéza interakce auxinu a CK během gravitropismu předpokládá, že CK ovlivňují expresi PIN, což může být rozhodující při tvorbě auxinového gradientu v kořenové špičce během gravitropismu. K identifikaci role CK při gravitropismu jsem použil rostlinné linie se sníženou hladinou endogenních CK nadbytečnou expresí enzymu rozkládajícího CK cytokinin oxidázy/dehydrogenázy CKX (35S:AtCKX2 a 3) a linie s mutací v receptoru CK (ahk). Pozoroval jsem, že u linií CKX je ovlivněno prodlužování kořene, vertikální růst kořene a gravitropní odpověď kořenové špičky. Analýzou ahk mutantů jsem odhalil, že nezbytnou roli při CK zprostředkované regulaci gravitropismu hraje receptor AHK3.

Abstract:

Root gravitropism is an active movement of the root tip driven by the gravity vector orientation. Regulation of gravitropism has been attributed to the phytohormone auxin. Its distribution and gradient formation during gravitropism is enabled by membrane transporters, particularly efflux carriers PIN. However, auxin was suggested to act in interaction with cytokinin (CK) e.g. in de novo organogenesis or lateral root formation, in which CK affected PIN expression. Our hypothesis of auxin/CK crosstalk during gravitropism assumes that CKs influence PIN's expression that can be crucial for proper auxin gradient during gravitropic response in the root tip. To investigate the role of CKs in gravitropism I used plant lines with depleted endogenous CK levels by overexpression of CK degradation enzyme cytokinin oxidase/dehydrogenase CKX (35S:AtCKX2 and 3) and plant lines with mutation in CK receptor (ahk). I observed that in CKX lines were affected root elongation, vertical root growth and gravitropic response of the root tip. Analysis of ahk mutants revealed that AHK3 receptor played essential role in CK-mediated regulation of gravitropism

Keywords

gravitropismus, auxin, cytokinin, hormonální interakce, gravitropism, hormonal crosstalk

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2012
• Supervisor: Mgr. Markéta Pernisová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular Biology and Genetics