Význam glutathionu v hormonální regulaci odpovědi na stres u Arabidopsis thaliana

Martina Šlapáková

Bachelor's thesis

The role of glutathione in the hormonal regulation of stress response in Arabidopsis thaliana

Abstract:

Tripeptid glutathion má význam v odpovědi rostlin na řadu stresových faktorů. Současné poznatky ukazují, že obsah glutathionu je modulovaný cytokininy a glutathion je proto jedním z možných faktorů, který se podílí na toleranci stresu u rostlin se změnou percepce a/nebo obsahu cytokininů. Pro sledování biologické relevance úzkého spojení cytokininů a glutathionu bylo využito modelové xenobiotikum 1 chloro 2,4 dinitrobenzen (CDNB), které je detoxifikováno glutathionem. Aplikace CDNB vedla k podregulaci genů zahr-nutých v biosyntéze cytokininů a k podregulaci transkripčních markerů cytokininů u modelové rostliny Arabidopsis thaliana. Transgenní rostliny se sníženým obsahem en-dogenních cytokininů vykázaly zvýšenou toleranci CDNB v testu elongace kořene. U ros-tlin deficientních v obsahu cytokininů byla stanovena zvýšená hladina glutahionu při expozici CDNB. Význam glutahionu pro toleranci CDNB u těchto rostlin byl dále dokázán ztrátou tolerance vůči CDNB po farmakologické inhibici biosyntézy glutahionu. Tyto výsledky ukazují, že cytokininy se účastní adaptace na přítomnost CDNB.

Abstract:

Tripeptide glutathione plays a key role in combating stresses such as heavy metal or xenobi-otic exposure. Recent studies have shown that glutathione content is negatively modulated by cytokinin. Thus, glutathione may be intimately involved in enhanced stress tolerance displayed in cytokinin-deficient plants. To probe the physiological relevance of the crosstalk between cytokinin and glutathione, a response to a glutahione-depleting xenobiotic 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (CDNB) was analysed in the model plant Arabidopsis thaliana. Here we show that CDNB causes decrease of cytokinin status. We found that transgenic plants with reduced endogenous cytokinin levels showed a CDNB-tolerant phenotype. Cy-tokinin depletion provoked the accumulation glutathione. Glutathione-deficiency abolishes CDNB tolerance of cytokinin-deficient plants supporting an essencial role of glutathione for CDNB sequestration. Our findings indicate that cytokinin is an important regulatory factor in plant adaptation to CDNB stress.

Keywords

xenobiotika, cytokininy, glutathion, Arabidopsis thaliana, stres

Keywords

stress, xenobiotics, cytokinins, glutathion, Arabidopsis thaliana

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jaroslav Pavlů

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology