Fyzikální změny plasmatické membrány buněk tabáku vyvolané elicitiny s omezenou schopností vazby sterolů

Bc. Roman Sándor

Master's thesis

Physical changes of tobacco cells plasmatic membrane induce by elicitines affected in sterol binding

Abstract:

Protein kryptogein je elicitor produkovaný oomycetou Phytophthora cryptogea, který indukuje rezistenci vůči P. parasitica na rostlinách tabáku. Byla provedena série experimentů s cílem lepšího pochopení časných dějů v rámci obrané reakce rostlin po elicitaci kryptogeinem. Na buněčné suspenzi byla, pomocí mutantních forem kryptogeinů s pozměněnou schopností vázat steroly, studována indukce syntézy reaktivních forem kyslíku (ROS) společně se změnou stupně uspořádanosti lipidů v buněčné membráně a změnou fluidity membrány. Byl objeven vztah mezi produkcí ROS a změnami ve stupni uspořádaní lipidů v plasmatické membráně. Po aplikaci variant kryptogeinu schopných vyvolat produkci ROS, bylo pozorováno zvýšení uspořádané fáze lipidů a naopak žádná změna v uspořádaní lipidů nebyla pozorována, pokud nedošlo k produkci ROS. Na druhé straně, zvýšení fluidity membrány se projevilo jenom u variant kryptogeinu vázajících sterol, a nepozorovali jsme žádnou korelaci se schopností vyvolat produkci ROS nebo změny v lipidickém uspořádaní buněčné membrány. Z těchto výsledků lze usuzovat, že změny ve fluiditě membrány nejsou přímým důsledkem obranné reakce rostliny v odpovědi na elicitaci kryptogeinem.

Abstract:

Cryptogein is a proteinaceous elicitor secreted by oomycete Phytophthora cryptogea inducing resistance to P. parasitica in tobacco plants. A series of experiments to better understand the early events of plant defense after elicitation with cryptogein were conducted. Induction of the synthesis of reactive oxygen species (ROS) in tobacco cells in suspension together with changes in the lipid order level of plant membrane and changes of membrane fluidity in tobacco cells triggered by cryptogein mutants with altered abilities to bind sterols was studied. We have found a relationship between the production of ROS and changes in lipid order level. An increase of lipid ordered phase was observed with cryptogein variants able to induce the production of ROS and no change in lipid ordered level was present when the production of ROS was not induced. These reactions have shown no direct relation to the ability of cryptogein to transport/bind sterols. On the other hand, changes in membrane fluidity were directly linked to the ability of cryptogein to transport sterols, but showed no correlation with production of ROS or changes in lipid order level. These results suggest that changes in membrane fluidity are not a direct result of plant defense reaction to elicitation with cryptogein.

Keywords

Elicitiny, Kryptogein, SAR, ROS, obranná reakce rostlin, lipidové rafty, di-4-ANEPPDHQ, Elicitins, Cryptogein, plant defense reaction, membrane lipid rafts

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics