Telomery v rostlinách Arabidopsis thaliana s translokovanými konci chromozomů

Bc. Barbora Matúšová

Master's thesis

Telomeres in Arabidopsis thaliana plants with translocated chromosome ends

Abstract:

Editace genomu pomocí sekvenčně specifických nukleáz, jako je systém CRISPR/Cas9, představuje významnou oblast použití pro šlechtění rostlin, které nabývá na významu v důsledku klimatické krize a rostoucí populace. Předtím, než se přikročí k plnému využití těchto technik u užitkových plodin, je třeba prozkoumat velké množství možných modifikací na modelových rostlinách, zejména dlouhodobý efekt vlivu těchto modifikací. Ve spolupracujících německých laboratořích byly metodou CRISPR/Cas9 připraveny rostliny Arabidopsis thaliana s translokovanými konci dlouhých ramen chromozomů 1 a 2, a chromozomů 1 a 5. V této diplomové práci jsme se zaměřili na analýzu celkové délky telomer a na analýzu telomer na dlouhých ramenech chromozomů 1, 2 a 5.Analýza délky telomer ukázala, že tak rozsáhlé chromozomální přestavby, jakou jsou translokace, nemají vliv na integritu telomer. Tyto analýzy korelují s výsledky fenotypových studií a studií genové exprese, a poukazují na velkou plasticitu genomu A. thaliana.

Abstract:

Genome editing by sequence-specific nucleases such as the CRISPR/Cas9 system represents an important field for breeding application. This is becoming important due to climate changes and the growing population. A large number of different modifications in model plants and, in particular, their impact on the plant fitness needs to be investigated before moving towards the application of these techniques to commercial crops. Arabidopsis thaliana plants with translocated ends of the long arms of chromosomes 1 and 2, and chromosomes 1 and 5, were prepared in a collaborating German laboratory using the CRISPR/Cas9 method. In this diploma thesis, we focused on the analysis of the bulk telomere lengths and the analysis of the telomeres on the long arms of chromosomes 1, 2 and 5. Analysis of telomere lengths showed that such extensive chromosomal rearrangements as these translocations did not affect telomere integrity. These findings correspond with results of phenotypic and gene expression analysis, underscoring the remarkable plasticity of A. thaliana genome.

Keywords

Arabidopsis thaliana, editace genomů, translokace, telomery, terminální restrikční fragmenty, genome editing, translocation, telomere, terminal restriction fragments

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2024
• Supervisor: doc. Mgr. Miloslava Fojtová, CSc.
• Reader: Mgr. Vratislav Peška, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Genomics and Proteomics