Podiel aktínového cytoskeletu na dynamických procesoch interakcií lucerny (Medicago sativa L.) so symbiotickými baktériami rodu Rhizobium pri hľuzkovaní

Bc. Michal BENKOVSKÝ

Master's thesis

Involvement of the actin cytoskeleton in the dynamic interaction between alfalfa (Medicago sativa L.) and Rhizobium during nodulation

Anotácia:

Symbiotická fixácia dusíka je komplexný proces zahŕňajúci naviazanie symbiotického vzťahu medzi strukovinami spolu s rhizóbiami. Tieto interakcie sú riadené mnohými signálnymi dráhami, ktoré ovplyvňujú štrukturálne a vývojové procesy. Štúdie na strukovinách naznačili, že aktínový cytoskelet je dôležitou súčasťou koordinácie bunkových procesov počas rhizobiálnej infekcie a tvorby koreňových hľúzok. Cieľom tejto diplomovej práce je sledovanie symbiotických interakcií rastlín Medicago sativa s baktériami Sinorhizobium meliloti so zameraním na zmeny v organizácii a usporiadaní aktínového cytoskeletu. Medzi kontrolnými a transgénnymi rastlinami bola kvantitatívne vyhodnotená efektivita tvorby infekčných vlákien a tvorba koreňových hľúzok. Mikroskopickými metódami boli u transgénnych línií GFP-FABD2 a SIMKK-RNAi GFP-FABD2, ktorá má zníženú expresiu SIMKK a SIMK, pozorované štádia symbiotických interakcií v koreňových vláskoch a v koreňových hľúzkach. Výsledky z mikroskopických analýz naznačujú, že aktínový cytoskelet má dôležitú úlohu pri naviazaní rhizóbií na koreňové vlásky, pri tvorbe infekčného váčku a infekčného vlákna a v mnohých bunkových procesoch vo vývoji koreňových hľuziek.

Abstract:

Symbiotic nitrogen fixation is a complex process involving the establishment of a symbiotic relationship between legumes and rhizobia. These interactions are controlled by many signaling pathways affecting structural and developmental processes. Studies in legumes have indicated that the actin cytoskeleton is an important component of the coordination of cellular processes during rhizobial infection and nodule formation. The aim of this thesis is to study the symbiotic interactions of Medicago sativa plants with Sinorhizobium meliloti, focusing on changes in the organization and arrangement of the actin cytoskeleton. Between the control and transgenic plants, the efficiency of the formation of infection threads and the formation of nodule was quantitatively evaluated. The stages of symbiotic interactions in root hairs and in nodules were observed by microscopic methods in the transgenic lines GFP-FABD2 and SIMKK-RNAi GFP-FABD2, with a reduced expression of SIMKK and SIMK. The results from the microscopic analyzes indicate that the actin cytoskeleton has an important role in the correct attachment of rhizobia to root hairs, the formation of infection pockets and infection threads, and many cellular processes during the development of root nodules.

Kľúčové slová

Medicago sativa, Sinorhizobium meliloti, GFP-FABD2, SIMKK, aktínový cytoskelet, symbióza

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

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

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

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