Ovlivnění odpovědi rostlin na teplotní stres modulovanými hladinami cytokininů – fenomická a protemická analýza

Bc. Daniel Vícha

Master's thesis

Influencing plant responses to temperature stress modulating cytokinin levels - fenomic and proteomic analysis

Abstract:

Cytokininy jsou významnou skupinou hormonů, které u rostlin regulují mnoho fyziologických procesů od buněčného dělení až po navozování buněčně smrti. Tato práce byla zaměřena na sledování vlivu modulace hladiny cytokininů na odpověď k teplotnímu stresu u Arabidopsis thaliana. Analýza transgenních rostlin s regulovatelnou expresí genu ipt a HvCKX prokázala, že cytokininy a optimalizace jejich hladiny hraje významnou roli v morfologických změnách spojených s reakcí na teplotní stres. Rostliny se zvýšenými i sníženými hladinami cytokininů vykazovaly obecně inhibici v růstu řapíků, listů a rovněž měly menší plochu listů. Abychom pronikli do mechanismů brzké odpovědi rostlin na teplotní stres a roli cytokininů v této odpovědi, byla provedena analýza proteomu pomocí LC-MS. Analýza odhalila 57 rozdílně regulovaných proteinů v odpovědi na teplotní stres u klíčních rostlin ekotypu Columbia. Většina regulovaných proteinů je na buněčné úrovni lokalizována do cytosolu (47 %) nebo plastidů (32 %). Srovnávací analýza potvrdila 31 rozdílně regulovaných proteinů u rostlin s deficiencí v hladině cytokininů v porovnání s rostlinami divokého typu. Mezi tyto proteiny patří významné proteiny podílející se na reakci rostlin na teplotní stres jako je FAD7.

Abstract:

Cytokinins are important group of phytohormones regulating many physiological processes ranging from cell division to programmed cell death. This thesis is focused on effects of cytokinin levels in response to heat stress in Arabidopsis thaliana. Analysis of transgenic plants with regulated expression of ipt and HvCKX showed that cytokinins and their optimal levels play important role in the morphological alterations induced by heat stress. Seedlings with increased and decreased levels of cytokinins exhibit inhibition of petioles growth, decreased length of blades of true leaves and reduced leaf area. To obtain insights into molecular events underlying early response to heat stress LC-MS analysis of whole proteom was performed. Analysis revealed 57 differentialy regulated proteins in response to heat stress in Columbia ecotype. On the cellular level, most of the proteins were located in cytosol (47 %) nebo plastids (32 %). Coparative analysis between wild-type seedlings and seedlings with decreased level of cytokinins confirmed 31 proteinInfluencing plant responses to temperature stress modulating cytokinin levels - fenomic and proteomic analysiss regulated by cytokinins in response to heat stress. Among these proteins, desarurase 7 and Tudor SN1 protein were previously found as important factors in response to heat stress.

Keywords

teplotní stres, IPT, CKX, Arabidopsis thaliana, cytokininy

Keywords

heat stress, Arabidopsis thaliana, CKX, cytokinins, IPT

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Novák, Ph.D.
• Reader: Jaroslava Dubová, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Agronomy

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology