Vliv struktury elicitinů na změny v antioxidační kapacitě u tabákových buněk

Jakub FOLDYNA

Bachelor's thesis

Effect of elicitins structure on changes of antioxidation capacity in tobacco cells

Abstract:

Rostliny během svého životního cyklu interagují se širokou škálou organismů, mezi které se řadí i fytopatogenní houby rodu Phytophthora a Pythium. Obranná reakce na tyto patogeny je spuštěna specifickými proteinovými elicitory zvanými elicitiny. Úkolem bakalářské práce bylo stanovit vliv elicitinů infestinu (INF) a kryptogeinu (X24) a jejich mutantních forem na pozici 13 (INF V13K/A14T a X24 K13V) a na pozici 84 (INF V84F a X24 V84F) na aktivitu antioxidačních enzymů, celkovou antioxidační kapacitu a míru peroxidace lipidů suspenzní kultury tabákových buněk Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi. Elicitace tabákových buněk vedla ke změnám v aktivitách všech studovaných antioxidačních enzymů. Rozdílný efekt, ve srovnání s kontrolními vzorky, byl pozorován u askorbátperoxidasy, jejíž aktivita byla významně zvýšená, a guajakolperoxidasy, jejíž aktivita byla obvykle menší. Aktivita katalasy a glutathionreduktasy byla nejvýrazněji ovlivněna aplikací mutantních forem elicitinů X24 V84F a zejména INF V84F. Ve srovnání s kontrolními vzorky se aktivita katalasy zvýšila, aktivita glutathionreduktasy se naopak snížila. Po aplikaci všech elicitinů došlo k mírnému zvýšení celkové antioxidační kapacity tabákových buněk, s výjimkou X24 V84F, u kterého byla celková antioxidační kapacita snížená. Působení elicitinů vedlo k větší míře peroxidace lipidů. Největší nárůst byl pozorován u mutantních forem kryptogeinu a infestinu v poloze 13, zatímco největší schopnost aktivovat tvorbu ROS je připisována elicitinům s mutací na reziduu 84.

Abstract:

Plants are interacting during their life cycle with wide range of organisms including phytopathogenic fungi of genus Phytophthora and Pythium. Defense reaction against these pathogens is initiated by the specific proteinaceous elicitors called elicitins. Objective of this bachelor work was to determine effect of elicitins infestin (INF) and cryptogein (X24) and their mutant variants at position 13 (INF V13K/A14T and X24 K13V) and at position 84 (INF V84F and X24 V84F) on activity of antioxidant enzymes, total antioxidant capacity and rate of lipid peroxidation of tobacco cell suspension culture Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi. Elicitation of tobacco cells led to changes in activity of all studied antioxidant enzymes. Different effect in comparison with control samples was observed at ascorbate peroxidase, which activity was significantly increased and guaiacol peroxidase, which activity was usually decreased. Activity of catalase and glutathione reductase was significantly affected by aplication of mutant forms X24 V84F and notably INF V84F. Compared to control samples, activity of catalase was increased and activity of glutathione reductase was decreased. After aplication of all elicitins total antioxidant capacity was slightly increased with exception of X24 V84F, which decreased total antioxidant capacity. Elicitins increased rate of lipid peroxidation. Biggest increase was observed at mutant variants of cryptogein and infestin at position 13, meanwhile greatest ability to activate production of ROS is ascribed to elicitins with mutation at position 84.

Keywords

antioxidační enzymy, elicitiny, kryptogein, infestin, Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jana Jahnová

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry