Produkce reaktivních forem kyslíku a dusíku v tabákových buňkách po ošetření syntetickými elicitory

Kirill KHALETIN

Bakalářská práce

Production of reactive oxygen and nitrogen species in tobacco cells after treatment with synthetic elicitors

Anotace:

Rostliny reagují na působení biotických i abiotických stresových faktorů aktivací komplexních obranných mechanismů, jejichž časnou součástí je produkce reaktivních forem kyslíku (ROS) a reaktivních forem dusíku (RNS). Tyto molekuly plní v rostlinných buňkách dvojí roli: při nízkých koncentracích fungují jako důležité signální složky obranné odpovědi, zatímco při jejich nadměrné akumulaci může docházet k poškození buněčných struktur. Významnou skupinu látek schopných modulovat rostlinnou obranu představují syntetické elicitory. Mezi ně patří 2,6-dichloroisonikotinová kyselina (INA), která je spojována se signalizací kyseliny salicylové, a -aminomáslená kyselina (BABA), známá především svou schopností navodit stav primingu. Cílem této bakalářské práce bylo porovnat vliv syntetických elicitorů INA a BABA na životnost buněk a na produkci ROS a RNS v suspenzní kultuře Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi. Součástí práce bylo také ověření primingového efektu BABA po následné aplikaci peroxidu vodíku jako sekundárního stresového podnětu. Životnost buněk byla stanovena pomocí fluorescein diacetátu, produkce ROS a RNS byla sledována fluorescenčními sondami H2DCF-DA a DAF-FM DA, přičemž změny produkce ROS byly potvrzeny fluorescenční mikroskopií. Dále byly imunochemicky detekovány proteiny NADPH oxidasa (RBOHD) a askorbátperoxidasa (APX), které jsou klíčové pro metabolismus ROS. Výsledky ukázaly, že aplikace elicitorů vedla k odlišné modulaci redoxní odpovědi buněk. INA i BABA ovlivnily produkci ROS a RNS. Dále bylo prokázáno, že BABA indukuje priming, který se projevil zesílenou produkcí ROS po následné aplikaci H2O2. Tato odpověď byla doprovázena zvýšenými hladinami proteinů APX i RBOHD a nebyla spojena s významným snížením životnosti buněk, což ukazuje na regulovanou redoxní signalizaci.

Abstract:

Plants respond to both biotic and abiotic stress factors by activating complex defence mechanisms, an early component of which is the production of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS). These molecules play a dual role in plant cells: at low concentrations, they function as important signalling components of the defence response, whereas their excessive accumulation may lead to damage to cellular structures. An important group of compounds capable of modulating plant defence consists of synthetic elicitors. These include 2,6-dichloroisonicotinic acid (INA), which is associated with salicylic acid signalling, and -aminobutyric acid (BABA), known primarily for its ability to induce a priming state. The aim of this bachelor thesis was to compare the effects of the synthetic elicitors INA and BABA on cell viability and on the production of ROS and RNS in a suspension culture of Nicotiana tabacum L. cv. Xanthi. The study also included verification of the priming effect of BABA following subsequent application of hydrogen peroxide as a secondary stress stimulus. Cell viability was determined fluorimetrically using fluorescein diacetate, while ROS and RNS production was monitored using the fluorescent probes H2DCF-DA and DAF-FM DA; changes in ROS production were further confirmed by fluorescence microscopy. In addition, the proteins NADPH oxidase (RBOHD) and ascorbate peroxidase (APX), which are key components of ROS metabolism, were detected immunochemically. The results showed that the application of elicitors led to differential modulation of the cellular redox response. Both INA and BABA affected the production of ROS and RNS. Furthermore, it was demonstrated that BABA induces priming, which was manifested by enhanced ROS production following subsequent application of H2O2. This response was accompanied by increased levels of RBOHD and APX and was not associated with a significant decrease in cell viability, indicating a regulated redox signalling response.

Klíčová slova

Nicotiana tabacum, reaktivní formy kyslíku, reaktivní formy dusíku, INA, BABA, elicitory, priming

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 5. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Tereza Jedelská, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie