Interakcia PIN1 proteínov a cytokinínov

Bc. Peter Sova

Master's thesis

Interakce PIN1 proteinů a cytokininů

Abstract:

Tato diplomová práce se zaměřuje na vliv aplikace růstových regulátorů auxinu a cytokininu na meristematické tkáně v modelovém organismu Pisum sativum L. a na kanalizaci toku auxinu, který je sledovatelný např. polarizací auxinových transportérů proteinu PIN1. Fytohormony auxin a cytokininy, jejich biosyntéza v rostlinách a některé z jejich mnoha fyziologických účinků na růst a vývoj rostlinných organismů byly popsány v literatuře. Na teoretický úvod do problematiky navazuje praktická část závěrečné práce. V experimentu zaměřeném na potvrzení stokové teorie, polárního toku auxinu a především polarizace proteinů PIN1 bylo nutné vypěstovat 7denní rostliny hrachu. Na rostlinný materiál byly poté aplikovány lanolinové pasty obsahující regulátory růstu, a to buď na druhý axilární pupen intaktních nebo dekapitovaných rostlin, nebo laterálně na stonek nebo apikálně na pahýl stonku dekapitované rostliny. Byl použit inhibitor toku auxinu TIBA, jehož aplikace na laterální pupeny měla zastavit tok auxinu z pupenu a tím zastavit jeho růst. Tímto způsobem jsme sledovali i vliv apikální dominance na přerůstání postranních pupenů a výhonů. Výsledky byly založeny na imunolokalizaci proteinů PIN1, jejichž polarizace byla sledována konfokální mikroskopií. Závěrem lze potvrdit dříve publikované studie o polarizaci přenašečů auxinu, že vliv dalších fytohormonů hraje důležitou roli při tvorbě nových kanálů a znovuvytvoření polárního toku auxinu.

Abstract:

This diploma thesis focuses on the influence of the application of growth regulators auxin and cytokinin on meristematic tissues in the model organism Pisum sativum L. and on the sewerage of auxin flow, which is traceable, for example, by polarization of PIN1 protein auxin transporters. The phytohormones auxin and cytokinins, their biosynthesis in plants and some of their many physiological effects on the growth and development of plant organisms have been described in the literature. The theoretical introduction to the issue is followed by the practical part of the final work. In an experiment aimed at confirming the sewer theory, the polar flow of auxin and especially the polarization of PIN1 proteins, it was necessary to grow 7-day-old pea plants. Lanolin pastes containing growth regulators were then applied to the plant material, either on the second axillary bud of intact or decapitated plants, or laterally on the stem or apically on the stem stump of the decapitated plant. An auxin flow inhibitor, TIBA, was used, the application of which to the lateral buds was supposed to stop the flow of auxin from the bud and thus stop its growth. In this way, we also monitored the effect of apical dominance on the overgrowth of lateral buds and shoots. The results were based on the immunolocalization of PIN1 proteins, the polarization of which was monitored by confocal microscopy. In conclusion, we can confirm previously published studies on the polarization of auxin transporters that the influence of other phytohormones plays an important role in the formation of new channels and the re-creation of the polar flow of auxin.

Abstract:

Táto diplomová práca sa zameriava na vplyv aplikácie rastových regulátorov auxínu a cytokinínu na meristematické pletivá v modelovom organizme Pisum sativum L. a na kanalizáciu toku auxínu, ktorá je sledovateľná napríklad pomocou polarizácie výstupných prenášačov auxínu proteínovej povahy PIN1. V literárnej rešerši boli popísané fytohormóny auxín a cytokiníny, ich biosyntéza v rastlinách a niektoré z ich mnohých fyziologických účinkov na rast a vývoj rastlinných organizmov. Po teoretickom úvode do problematiky nasleduje praktická časť záverečnej práce. V experimente, ktorý mal za cieľ potvrdiť kanalizačnú teóriu, polárny tok auxínu a hlavne polarizáciu PIN1 proteínov, bolo potrebné vypestovať 7-dňové rastlinky hrachu siateho. Na rastlinný materiál sa následne aplikovali lanolínové pasty s obsahom rastových regulátorov, buď na druhý axilárny pupeň intaktných či dekapitovaných rastlín, alebo laterálne na stonku či apikálne na stonkový pahýľ dekapitovanej rastliny. Bol použitý inhibítor toku auxínu, TIBA, ktorej aplikácia na postranné pupene mala zastaviť tok auxínu z pupeňa a tým aj zastaviť jeho rast. Týmto sme taktiež sledovali vplyv apikálnej dominancie na prerastanie postranných pupeňov a výhonov. Výsledky boli postavené na imunolokalizácií PIN1 proteínov, ktorých polarizácia bola sledovaná pomocou konfokálnej mikroskopie. Záverom môžeme potvrdiť už skôr publikované štúdie, ktoré sa venovali polarizácií prenášačov auxínu, že vplyv iných fytohormónov hrá dôležitú úlohu pri vytváraní nových kanálov a opätovnom vytvorení polárneho toku auxínu.

Keywords

auxín, cytokiníny, PIN1 proteiny, interakce mezi fytohormony, hrách setý

Keywords

auxin, PIN1 proteins, cytokinin, garden pea, interaction between phytohormones

Keywords

PIN1 proteíny, interakcie fytohormónov, auxín, hrach siaty, cytokiníny

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 30. 5. 2022
• Supervisor: Ing. Jozef Balla, Ph.D.
• Reader: Jarmila Blažková, externi

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology