Role S-nitrosoglutathionreduktasy v procesu klíčení

Veronika KRAICZOVÁ

Bakalářská práce

The role of S-nitrosoglutathion reductase during germination

Anotace:

Extracelulární adenosintrifosfát (eATP) a oxid dusnatý (NO) se poslední dobou ukazují jako významné signální molekuly ve vývoji rostlin, při klíčení pylu, růstu kořínků, životnosti buněk i buněčné smrti. Průkopníky ve studiu zapojení NO v signálních drahách eATP v rostlinných buňkách byly studie sledující produkci NO vlivem eATP v suspenzní kultuře rajčat, u řas a v etiolovaných semenáčcích Arabidopsis. S-nitrosoglutathion (GSNO) představuje relativně stabilní zásobní a transportní formu NO, jejíž hladina je regulována enzymem S-nitrosoglutathionreduktasou (GSNOR). Studium aktivity a hladiny proteinu GSNOR ukazuje, že je aktivní GSNOR přítomna ve všech orgánech, ale aktivita se liší v závislosti na typu orgánu a vývojové fázi rostliny. V případě Arabidopsis byla za fyziologických podmínek nejvyšší exprese GSNOR popsána v kořeni a listech v rané fázi vývoje rostliny, zatímco u rajčete byla nejvyšší exprese i aktivita GSNOR detekována ve stonku a kořeni, nejnižší v listech. Dosud není úloha GSNOR v průběhu růstu semenáčků a vývoje kořenů rostlin plně objasněna. Prezentovaná práce je zaměřena na roli GSNOR v procesu klíčení tří genotypů rajčete Solanum spp. lišících se rezistencí k biotrofnímu patogenu padlí rajčatové. Cílem bylo sledovat vliv aplikace eATP (stimuluje produkci NO), GSNO (donor NO), PTIO (lapač NO), inhibitoru GSNOR (N6022) a glutathionu (GSH) (antioxidant, reaguje s NO za vzniku GSNO) na vývoj klíčních rostlin Solanum spp., tj. na fyziologické parametry délka a hmotnost primárního kořene. Po aplikaci eATP, GSNO a sloučeniny N6022 byl pozorován nárůst délky primárních kořenů všech genotypů rajčete, nejintenzivnější růst byl u genotypu S. lycopersicum cv. Amateur. Látky PTIO a GSH růst kořene inhibovaly. Pomocí fluorescenční sondy DAF-FM DA byl fluorescenční mikroskopií zaznamenán nárůst hladiny NO v kořenových špičkách po aplikaci eATP, GSNO a inhibitoru GSNOR, naopak snížená produkce NO byla zaznamenaná v přítomnosti lapače NO (PTIO). V rámci pilotních experimentů byla stanovena GSNOR aktivita v kořenech a nadzemní části jednotlivých genotypů.

Abstract:

Extracellular adenosine triphosphate (eATP) and nitric oxide (NO) has been recently shown as important signaling molecule in the development of plants, pollen germination, root growth, cell viability and cell death. Pioneers studies on the involvement of NO in eATP signaling pathways in plant cells have included research on the production of NO triggered by eATP in tomato suspension cultures, algae and in etiolated Arabidopsis seedlings. S-nitrosoglutathione (GSNO) is a relatively stable stock and transport form of NO whose level is regulated by the enzyme S-nitrosoglutathione reductace (GSNOR). Study of activity and protein levels of GSNOR shows that active GSNOR is present in all organs, but activity varies depending on the type of organ and developmental stage. In the case of Arabidopsis under physiological conditions, the highest GSNOR expression in roots and leaves was described during the early stage of plant development, while in the tomato the highest GSNOR expression and activity was detected in stems and roots and the lowest in the leaves. Actually the role of GSNOR in seedling growth and development of plant roots is not fully elucidated. The present work is focused on the role of GSNOR in the process of germination of three genotypes of tomato, Solanum spp. differing in the resistance to tomato powdery mildew. The aim was to investigate the influence of eATP (stimulatator of NO production) GSNO (NO donor) PTIO (NO scavanger), substances N6022 (GSNOR inhibitor) and glutathione (GSH, antioxidant, reacts with NO to form GSNO) on the development of seedlings of Solanum spp. and their physiological parameters likethe length and weight of the primary root. The application of eATP, GSNO and compounds N6022 caused increased length of the primary roots of all tomato genotypes,with the most intense growth in S. lycopersicum cv. Amateur. On the other hand, PTIO and GSH inhibited the root growth. Using the fluorescent probe DAF -FM DA an increase in the levels of NO was detected in root tips after the application of eATP, GSNO and GSNOR inhibitor. On the contrary, decreased NO production was recorded in the presence of NO scavenger PTIO. In pilot experiments, GSNOR activity was determined in the roots and aboveground parts of mentioned tomato genotypes.

Klíčová slova

eATP, glutathion, klíčení, Oxid dusnatý, S-nitrosoglutathionreduktasa

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2014

Zveřejnit od: 5. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie