Časné změny v proteomu po aplikaci karrikinu 1 u Arabidopsis thaliana

Mgr. Jana Baldrianová, Ph.D.

Disertační práce

Early proteome alterations in karrikin 1 treated Arabidopsis thaliana plants

Anotace:

Karrikiny náleží do skupiny butenolidů a představují rostlinné růstové regulátory nacházející se v kouři hořícího rostlinného materiálu. Jsou to látky, které jsou známy svou schopností podporovat klíčení a fotomorfogenezi semenáčků, přesto nejsou dodnes zcela známy molekulární mechanismy jejich působení. Disertační práce představuje první rozsáhlou proteomickou analýzu časné karrikinové odpovědi u rostlin (Arabidopsis). Obrazová analýza dvou-dimenzionálně rozdělených proteinů celkového proteomu, proteomu po depleci Rubisco a fosfoproteomu, spolu s LC-MS analýzou umožnily detekci >1900 proteinů, ze kterých 113 bylo signifikantně regulováno po aplikaci karrikinu. Všechny proteiny s pozměněnou regulací (vyjma Hsp70-3) představují nové cíle karrikinové odpovědi. Tyto proteiny jsou většinou zapojeny do fotosyntézy a metabolismu cukrů, redoxní rovnováhy, kontroly transkripce, proteosyntézy, úpravy a transportu proteinů a degradace proteinů. Prezentovaná data funkčně doplňují informace k předešle nalezeným genům karrikinové odpovědi a naznačují přítomnost nové signální drahy karrikinů pocházející z chloroplastů. Součástí práce je aktualizovaný model karrikinové signální dráhy, který vychází z naměřených proteomických dat podpořených morfometrickou analýzou.

Abstract:

Karrikins are butenolide plant growth regulators in smoke from burning plant material that have proven ability to promote germination and seedling photomorphogenesis. However, the molecular mechanisms underlying these processes are unclear. Ph.D. thesis provide the first proteome-wide analysis of early responses to karrikin in plants (Arabidopsis seedlings). Image analysis of two-dimensionally separated proteins, Rubisco-depleted proteomes and phosphoproteomes, together with LC-MS profiling, detected >1900 proteins, 113 of which responded to karrikin treatment. All the differentially regulated proteins (except HSP70-3) are novel karrikin-responders, and most are involved in photosynthesis, carbohydrate metabolism, redox homeostasis, transcription control, proteosynthesis, protein transport and processing, or protein degradation. Our data provide functionally complementary information to previous identifications of karrikin-responsive genes and evidence for a novel karrikin signalling pathway originating in chloroplasts. We present an updated model of karrikin signalling that integrates proteomic data and is supported by growth response observations.

Klíčová slova

Karrikin, proteom, Arabidopsis thaliana Karrikin, proteome, Arabidopsis thaliana

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 2. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 17. 4. 2015
• Vedoucí: prof. RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc.
• Oponent: RNDr. Jiří Široký, CSc., doc. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biologie (čtyřleté) / Molekulární a buněčná biologie