Studium aklimace odlišných rostlinných druhů na nízkou a vysokou ozářenost

Bc. Ondřej DLOUHÝ

Master's thesis

Acclimation of different plant species to low and high irradiances

Abstract:

Hlavní experimentální cíl této práce je zaměřen na detekci a relativní kvantifikaci proteinů PsbS a Lhcb1 obsažených v thylakoidních membránách (tBM) smrku ztepilého a Arabidopsis thaliana pěstovaných na různých světelných podmínkách. Detekce proteinů tBM byla provedena kombinovanou metodou separace pomocí SDS PAGE s následnou imunodetekcí (chemiluminesceční detekce). Relativní obsah PsbS u smrku ztepilého, vztažený na celkový obsah proteinů, výrazně klesá s pěstební ozářeností. Vzhledem k obsahu PsbS u smrku aklimovaného na středně vysokou ozářenost (100 ?mol.m-2.s-1, MI), byl obsah PsbS 184 % u rostlin aklimovaných na nízkou (20 ?mol.m-2.s-1; LI) a 14 % na vysokou ozářenost (1 000 ?mol.m-2.s-1; HI). Relativní obsah PsbS u smrku ztepilého, vztažený na celkové chlorofyly, byl vůči referenci (MI smrku) 117 % (LI) a 137 % (HI). Dílčím cílem práce bylo ověření, zda problém se solubilizací tBM smrku ztepilého aklimovaného na vysokou ozářenost souvisí s vyšším poměrem aniontových/nenabitým membránovým lipidům. Solubilizace tBM smrku ztepilého byla provedena obojetným detergentem CHAPSO a také kombinací CHAPSO s ?-DDM v různých koncentracích. Solubilizace tBM uvedeným způsobem nebyla dostatečná a po nativní elektroforéze těchto tBM byly v gelu separovány pouze megakomplexy fotosystému I a II a světlosběrné komplexy PSII v trimerní formě.

Abstract:

The main experimental aim of this diploma thesis is focused on detecting and relatively quantifying the PsbS and Lhcb1 proteins contained in the thylakoid membranes (tBM) of the Norway spruce and Arabidopsis thaliana grown in various light conditions. The tBM protein detection was carried out using a combination of the separation method SDS-PAGE, followed by an immunodetection (chemiluminescence detection). The relative amounts of PsbS, in proportion to the total protein contents, decrease rapidly in Norway spruces with increase of growth irradiance levels. When compared to the referential medium irradiance acclimated spruce (100 ?mol.m-2.s-1, MI), the PsbS amounts are at 184 % in low irradiance (20 ?mol.m-2.s-1; LI) and 14 % in high irradiance (1 000 ?mol.m 2.s-1; HI) acclimated spruce. The relative PsbS amounts in the Norway spruce in proportion to the chlorophylls are at 117 % (LI) and 107 % (HI), when compared with the same referential MI. A subsidiary aim of the thesis was to verify if the problem with solubilisation of (tBM) of the high irradiance acclimated Norway spruce is related to the higher rate of anions/uncharged membrane lipids. The solubilisation of the Norway spruce's tBM was done using a zwitterionic detergent CHAPSO, as well as a combination of CHAPSO with ?-DDM in different concentration levels. This method of tBM solubilisation was not sufficient enough in this case, as only the photosystem I and II megacomplexes and a light harvesting complex PSII in its trimeric form were separated after the native electrophoresis of this tBM.

Keywords

CN-PAGE, SDS-PAGE, Western-blotting, Arabidopsis thaliana, Picea abies, Lhcb1, PsbS, CHAPSO, ?-DDM

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 4. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 14. 6. 2018
• Supervisor: Mgr. Irena Kurasová, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Applied Physics / Biophysics