Charakterizace funkce ACC oxidázy 5 v Arabidopsis thaliana po hormonálním působení

Bc. Anna Korytářová

Bachelor's thesis

Characterization of ACC oxidase 5 gene function in Arabidopsis thaliana in frame of hormonal response

Abstract:

V oblasti rostlinných hormonů bylo prokázáno množství vazeb, které ovlivňují vzájemné interakce během celého životního cyklu rostliny. V minulosti bylo ukázáno, že v kořeni modelového organismu Arabidopsis thaliana dochází k propojení působení cytokininů a etylénu. Tyto efekty a interakce však dosud nebyly z velké části uspokojivě popsány. V biosyntéze etylénu jsou v posledním kroku zapojeny enzymy ACC oxidázy, které v případě Arabidopsis thaliana tvoří pětičlennou rodinu. Předmětem této práce bylo zaměřit se na jeden z těchto enzymů, a to konkrétně ACC oxidázu 5 (ACO5). Za pomocí transgenních linií byla studována exprese genu a proteinu v kořeni a její ovlivnění rostlinnými hormony. Zkoumání kořenového apikálního meristému (RAM) sloužilo k popsání toho, zda má deaktivace daného genu vliv na tuto část kořene. Provedení kvantitativní real-time PCR mělo za cíl přesněji popsat změny exprese tohoto genu, a tedy i produkce etylénu, vlivem cytokininů. Práce poskytla závěry o negativním vlivu cytokininů na expresi ACO5, což pomáhá osvětlit poměry v rodině ACC oxidáz a jejich propojení s hormonální signalizací.

Abstract:

In the field of plant hormones, a number of links affecting interactions throughout the plant life cycle have been identified. It was found that cytokinins and ethylene action is interconnected in the root of the model organism Arabidopsis thaliana. However, these effects and interactions have not yet been described satisfactorily. In the last step of the biosynthesis of ethylene, ACC oxidase enzymes are involved; in the case of Arabidopsis thaliana, they form a family of five members. The main objective of this work was to focus on one of these enzymes, namely ACC oxidase 5 (ACO5). Using transgenic lines, the expression of the gene and the protein in the root was investigated, as well as the influence of the plant hormones. Examination of the root apical meristem (RAM) was used to describe whether inactivation of a given gene affects this part of the root. Performing quantitative real-time PCR aimed to describe more accurately the changes in the expression of this gene, and thus the production of ethylene, by cytokinins. The study provides conclusions concerning the downregulation effect of cytokinins on ACO5 expression, which offers an insight into the orchestration of ACC oxidase family and hormonal signaling.

Keywords

etylén, cytokinin, interakce, Arabidopsis thaliana, kořen, ethylene, crosstalk, root

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 9. 7. 2021
• Supervisor: Mgr. Markéta Žďárská, Ph.D.
• Reader: Ph.D. Agnieszka Szmitkowska, M.Sc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry