Produkcia a selekcia transgénnych línií lucerny (Medicago sativa L.) k štúdiu cytoskeletu

Bc. Soňa ŠKODOVÁ

Master's thesis

Production and selection of transgenic alfalfa (Medicago sativa L.) lines for study of the cytoskeleton

Abstract:

Cytoskelet rastlín je komplexná trojdimenzionálna sieť, ktorá je zložená z aktínových mikrofilamentov, mikrotubulov a asociovaných proteínov. Organizácia a dynamika cytoskeletu sa neustále mení, čo zohráva dôležitú úlohu v regulácii vývojových procesov a v reakciách rastlín na podnety z vonkajšieho prostredia, vrátane stresových faktorov. Na jeho štúdium sú často využívané florescenčné proteíny, ktorých fúzia s cytoskeletálnymi komponentami zabezpečuje kvalitnú vizualizáciu. Cieľom tejto diplomovej práce bola produkcia, selekcia a validácia transgénnych línií Medicago sativa s expresiou molekulárnych markerov pre vizualizáciu cytoskeletu a zmapovanie jeho zmien v organizácií a usporiadaní v reakcii na soľný stres. Transformácia bola vykonaná prostredníctvom baktérií A. tumefaciens, pričom celý proces regenerácie transgénnych rastlín aj ich selekcie bol zdokumentovaný. Dvojité línie obsahujúce oba fluorescenčné cytoskeletálne markery neboli dosiahnuté. U získaných transgénnych rastlín bol cytoskelet mikroskopicky zmapovaný v rôznych rastlinných častiach a v trasgénnych líniách GFP-FABD2 a tagRFP-TUA6 bol sledovaný vplyv soli na cytoskelet. Pre stanovenie usporiadania a orientácie aktínových mikrofilamentov a mikrotubulov v bunkách transgénnych rastlín bola vykonaná kvalitatívna a kvantitatívna analýza pomocou dostupných programov. Výsledky práce naznačujú problematické získavanie transgénnych línií lucerny s dvomi cytoskeletálnymi markermi a tiež väčší vplyv soľného stresu na mikrotubuly v porovnaní s aktínovými mikrofilamentami.

Abstract:

The plant cytoskeleton is a complex three-dimensional network that is composed of actin microfilaments, microtubules, and associated proteins. The organization and dynamics of the cytoskeleton play an important role in the regulation of developmental processes and responses of plants to stimuli from the external environment, including stress factors. Florescent proteins, whose fusion with cytoskeletal components, are often used for their high-quality visualization. The aim of this thesis was the production, selection, and validation of Medicago sativa transgenic lines expressing molecular markers for cytoskeleton, for its visualization and mapping of alterations in the organization and arrangement in response to salt stress. The transformation was done through A. tumefaciens bacteria, where the whole process including selection was documented. Double lines containing both fluorescent cytoskeletal markers were not obtained. In the obtained transgenic transgenic lines GFP-FABD2 and tagRFP-TUA6, the cytoskeleton was microscopically mapped in different plant parts, and the effect of the salt on the cytoskeleton was studied. To determine the arrangement and orientation of actin microfilaments and microtubules in cells of transgenic plants, qualitative and quantitative analysis was performed using available software. The results of this work indicate the difficulty in obtaining transgenic alfalfa lines with two cytoskeletal markers and a stronger effect of salt stress on microtubules compared to actin microfilaments.

Keywords

Medicago sativa, cytoskelet, aktín, mikrotubuly, fluorescenčné markery, soľný stres, GFP-FABD2, tagRFP-TUA6

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: prof. Mgr. Miroslav Ovečka, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biotechnology and Genetic Engineering / Biotechnology and Genetic Engineering