Úloha auxin-binding proteinů ABP1 a ABP4 v regulaci proteinů PIN u kukuřice Zea mays L.

Irena MALICHOVÁ

Bachelor's thesis

Role of auxin-binding proteins ABP1 and ABP4 in regulation of PIN proteins in maize Zea mays L.

Abstract:

Previous research in maize suggested a possible involvement of auxin-binding proteins (ABPs) in light-signaling during growth and development. In Arabidopsis, it was revealed that PIN proteins, which are the main proteins engaged in polar auxin transport (PAT), cycle between the endosomes and plasma membrane, and their distribution in the cell is regulated by auxin via binding to ABP1. But yet, the question is whether ABPs influence the expression of PIN genes, thereby on the transcriptional level influence the polar auxin transport. To obtain more information about the interaction of auxin and light signaling during the growth and development in maize seedlings, I investigated the possible involvement of maize auxinbinding protein ABP1 and ABP4 in expression of genes coding for maize PIN1a. For that, I used a genetic approach based on analysis of 'loss-of-function' mutants abp1 and abp4. Firstly, I investigated how the mutation in ABP1 and/or ABP4 gene alters phenotype of maize seedlings depending on light conditions. Experiments showed that ABP1 and/or ABP4 play role in the growth and development of maize seedlings, and that their effects and functional relationship are organ- and light-dependent. The results also showed that ABP1 and ABP4 influence the expression of PIN1a gene but differentially in the dark and in light. In the case that ABPs regulate the level of PIN1a transcript, it can be deduced that ABPs most likely influence the polar auxin transport as well. The results of this bachelor thesis confirm the previous conclusions that ABP1and ABP4 are involved in the interaction between the light and auxin signaling in plant growth and development in maize.

Abstract:

Dřívější studie naznačily, že auxin-binding proteiny (ABP) mohou být zapojeny ve světelné signalizaci během vývoje a růstu rostlin kukuřice. U Arabidopsis bylo zjištěno, že PIN proteiny, které hrají klíčovou úlohu v polárním auxinovém transportu (PAT), cyklují mezi endosomy a plazmatickou membránou a jejich rozložení v buňce je regulováno auxinem prostřednictvím ABP1. Je ovšem otázkou, zdali ABP ovlivňují expresi PIN genů, a tím i na transkripční úrovni regulují polární auxinový transport. Pro získání více informací o interakci auxinové a světelné signalizace zapojené v růstu a vývoji rostlin kukuřice, jsem studovala, zda proteiny ABP1 a ABP4 ovlivňují expresi genu kódující kukuřičný protein PIN1a. K tomu jsem využila genetického přístupu, který spočíval v analýze 'loss-of-function' mutantů abp1 a abp4. Nejprve jsem zjišťovala, jak mutace v ABP1 a/nebo ABP4 genu ovlivňuje fenotyp kukuřičných semenáčků, a to v závislosti na světelných podmínkách. Experimenty ukázaly, že ABP1 a/nebo ABP4 jsou zapojeny v růstu a vývoji rostlin kukuřice, a že účinky těchto genů jsou ovlivňovány kvalitou světla, a to v závislosti na orgánu rostliny. Výsledky dále ukázaly, že ABP1 i ABP4 ovlivňují expresi genu PIN1a, a to rozdílně ve tmě a na světle. Pokud ABP proteiny regulují množství transkriptu genu PIN1a, lze vyvodit závěr, že ABP pravděpodobně ovlivňují i polární auxinový transport. Data v této bakalářské práci proto podporují předchozí závěry, že ABP1 a ABP4 fungují jako prostředníci mezi signálními drahami auxinu a světla během růstu a vývoje rostlin kukuřice.

Keywords

ABP1, ABP4, auxin, ggenová exprese, světlo, PIN1, Zea mays L.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2015

Accessible from:: 6. 5. 2015

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Martin Fellner, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry