Role genu ABA1 ve fotomorfogenezi rostlin

Yuliia Malysheva

Bachelor's thesis

The role of ABA1 gene in the photomorphogenesis

Abstract:

Rostlinné hormony patří do skupiny regulatorů růstu, které hrají nepostradatelnou ro-li ve vývoji rostlin. Jedním z nich je kyselina abscisová (ABA), která hraje roli v mnoha vývojových procesech, včetně reakcí na stres nebo skotomorfogenezi. Zeaxantin epoxi-dáza (ABA1) hraje důležitou roli v biosyntéze ABA a je vyžadována pro odolnost vůči osmotickým stresům, regulaci uzavírání průduchů, klíčivosti semen a odolnosti vůči cho-robám. Nicméně úloha ABA1 ve fotomorfogenezi rostlin zůstává nejasná. Základem této práce byla selekce homozygotního mutanta aba1-1 na genetickém pozadí Col-0, který byl charakterizován v podmínkách tmy, nízkého a standardního osvětlení. Mutanta aba1-3 v Ler-0 vykazovala inhibici růstu hypokotylu během skotomorfogenního růstu. Tento účinek však bylo možno revertovat exogenním přídavkem cytokininů. Oproti to-mu pouze malé rozdíly v růstu hypokotylu byly zjištěny mezi kontrolními klíčními rostli-nami a mutanty s deficitem ABA během fotomorfogeneze. Analýza společného působe-ní cytokininů a ABA prokázala, že cytokininy dokážou zvrátit některé negativní účinky aplikace ABA jako je například klíčení semen. Bylo prokázáno, že ABA a cytokininy se spolupodílejí na regulaci růstu a vývoje klíčních rostlin.

Abstract:

Plant hormones belong to the group of growth regulators that play an irreplaceable role in plant growth and development. One of them is abscisic acid (ABA) that func-tions in many developmental processes, including stress responses or skotomorphogenesis. Zeaxanthin epoxidase (ABA1) plays an important role in the ABA biosynthesis and is required for the resistance to osmotic and drought stresses, ABA-dependent stomatal closure, seed dormancy and disease resistance. How-ever, the role of ABA1 in photomorphogenesis remains unclear. The base of this work was a selection of homozygous aba1-1 mutant in the Col-0 genetic background that was characterized under dark, low light and standard light conditions. The aba1-3 mutants in Ler-0 displayed reduced hypocotyl growth during late skotomorphogenic growth whereas reduction of hypocotyl length after exogenous application of cytokinin absent-ed compared to wild-type. In contrast, only small differences in hypocotyl growth were found between wild-type seedlings and ABA-deficient mutants during photomorpho-genesis. Interestingly, the treatment by exogenous cytokinin led to longer hypocotyls of aba1-3 mutant compared to wild-type. Analysis of the interaction of ABA and cytokinins revealed that cytokinins could revert some negative effects of ABA tre-atment like germination. It was shown that ABA and cytokinins orchestrate together the regulation of the growth and development of the seedlings.

Keywords

skotomorfogeneze, podděložní stonek, fotomorfogeneze, kyselina abscisová

Keywords

abscisic acid, hypocotyl, photomorfogenezis, skotomorfogenesis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Novák, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / Molecular biology and biotechnology