Indukce rezistence rostlin rajčete pomocí beta-aminomáselné kyseliny

Bc. Pavla Svobodová

Bachelor's thesis

Resitance induction in tomato plants by beta-aminobutyric acid

Abstract:

Rostliny nemají možnost pohybu, a proto jsou pod nepřetržitým stresem díky biotickým a abiotickým faktorům. Vůči všem těmto stresovým faktorům si rostliny vytvořily celou řadu obranných mechanismů. Obranné mechanismy mohou být vyvolány i některými xenobiotickými chemikáliemi, například beta-aminomáselnou kyselinou. Míra indukované rezistence beta-aminomáselnou kyselinou závisí na mnoha okolnostech, jako je druh rostliny a patogenu, způsob aplikace beta-aminomáselné kyseliny nebo její koncentrace. Nevýhodou této chemikálie je, že nevyvolává pouze rezistenci proti stresovým faktorům, ale způsobuje i inhibici růstu a vývoje rostliny. V této bakalářské práci byl zjištěn ideální způsob aplikace beta-aminomáselné kyseliny a její optimální koncentrace, která vyvolala co nejvyšší míru rezistence, ale zároveň minimální inhibici růstu a vývoje rostliny. Jako modelová rostlina byl použit kultivar rajčete Mikro-Tom a modelový patogen byl reprezentován bakterií Pseudomonas syringae pv. Tomato. Míra rezistence byla sledována pomocí qPCR (kvantitativní polymerázová řetězová reakce) a kultivací infikovaných listů na Petriho miskách. V případě aplikace postřikem 1 μM koncentrace beta-aminomáselné kyseliny, a překvapivě ne 10 mM, byla pozorována indukce rezistence. Naopak v případě aplikace nasátím cévními svazky listovou petiolou bylo třeba použít beta-aminomáselnou kyselinu o vyšší 10 mM koncentraci, kdy dalším nezbytným faktorem hrajícím roli v efektivní indukci rezistence byla dostatečně dlouhá doba působení beta-aminomáselné kyseliny.

Abstract:

Plants do not have any possibility of movement and therefor they are under constant stress because of both biotic and abiotic factors. However, the plants developed several defensive mechanisms against all these stress factors. Those defensive mechanisms can also be induced by xenobiotic chemicals, for example by beta-aminobutyric acid. The extent of induced resistance by beta-aminobutyric acid depends on many circumstances such as species of plant and pathogen, means of application of beta-aminobutyric acid or its concentration. The disadvantage of beta-aminobutyric acid is that it does not only cause the resistance against the stress factors but it is responsible for inhibition of growth and development of the plant as well. In this Bachelor’s thesis the ideal application of beta-aminobutyric acid has been found as well as its optimal concentration, inducing the highest possible resistance with the minimal inhibition of plants growth and development. Mini tomato cultivar Micro-Tom was used as a model plant and the model pathogen was represented by bacteria Pseudomonas syringae, pv. Tomato. The extend of resistance was determined by cultivation on Petri dish and by qPCR (quantitative polymerase chain reaction). In case of beta-aminobutyric acid application by spraying, surprisingly, the effective resistance was observed only with concentration of 1 umol.L-1. On the other hand, in case of application through vascular bundle a higher concentration of 10 mmol.L-1 was needed to achieve effective resistance when another necessary factor playing a role in resistance induction process was appropriate time of beta-aminobutyric acid action.

Keywords

Rezistence rostlin, beta-aminomáselná kyselina, rajče Mikro-Tom, Pseudomonas syringae Resistance of plants, beta-aminobutyric acid, tomato Micro-Tom, Pseudomonas syringae

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2017
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Lochman, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry