Molekulárně genetická charakterizace transgenních linií ječmene s vyřazenými geny pro mitogenem aktivované proteinkinásy jejich imunitní odpoveď n flg22

Mgr. Elizaveta CHUBAR

Master's thesis

Molecular genetics characterisation of transgenic barley lines with disrupted genes for mitogen-activated protein kinases and their immune response to flg22

Abstract:

V předkládané práci byly charakterizovány transgenní linie ječmene setého odrůdy Golden Promise s CRISPR/Cas9 mutovaným genem pro mitogenem aktivovanou proteinkinásu 6 HvMPK6 (HvMPK6-KO) a s TALENem vyřazeným genem pro mitogenem aktivovanou proteinkinásu 3 HvMPK3 (HvMPK3-KO). Nejprve bylo genotypováno pomocí sekvenování 121 jedinců T2 potomstva HvMPK6-KO linie. V rámci této analýzy bylo identifikováno 58 jedinců divokého typu a 63 jedinců mutovaných v cílové oblasti třetího exonu HvMPK6 genu, přičemž žádný z mutovaných jedinců nebyl homozygot v mutaci v HvMPK6 genu. Bližší analýza 51 mutovaných jedinců ukázala, že se jedná o heterozygoty tvořené knock-out HvMPK6 alelou a HvMPK6 alelou divokého typu. Dohromady tyto výsledky naznačují, že homozygotní (posunové) mutace v HvMPK6 genu způsobují letalitu nebo embryo-letalitu. Dále byla studována role HvMPK3 v regulaci exprese genů spojených s patogenezí (PR). Exprese PR genů byla indukována v kořenech HvMPK3-KO a kontrolních linií působením 1 ?M flg22 po dobu 6 hodin. Nebyl pozorován rozdíl v míře indukce exprese PR genů mezi HvMPK3-KO a kontrolními liniemi.

Abstract:

Transgenic barley lines of variety Golden Promise with CRISPR/Cas9-mutated gene for mitogen-activated protein kinase 6 HvMPK6 (HvMPK6-KO) and with TALEN-disrupted gene for mitogen-activated protein kinase 3 HvMPK3 (HvMPK3-KO) were characterized in the present thesis. Initially, 121 T2 progenies of HvMPK6-KO line were genotyped by sequencing. By means of this analysis, 58 wild type (wt) and 63 individuals mutated in the target region of HvMPK6 gene were identified. However, none of the mutated individuals was homozygous for the mutation in HvMPK6 gene. More detailed analysis of 51 mutated individuals showed they were heterozygotes comprised of a knock-out HvMPK6 allele and a wt HvMPK6 allele. Taking together this results indicate that homozygous (frame-shift) mutations in HvMPK6 gene cause lethality or embryo-lethality in barley. Furthermore, the role of HvMPK3 in the regulation of pathogenesis related (PR) genes expression was studied. Expression of PR genes was induced by six-hour treatment of the roots of HvMPK3-KO and control lines with 1 ?M flg22. There was no difference observed in the induction of PR genes expression between HvMPK3-KO and control lines.

Keywords

Hordeum vulgare, mitogenem aktivovaná proteinkinása, CRISPR/Cas9, letalita, flg22

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 8. 7. 2020
• Supervisor: Ing. Pavel Křenek, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering