Transformace ječmene genem bphC pro fytoremediaci PCB

Bc. Veronika LIŠKOVÁ

Master's thesis

Transformation of barley for PCB fytoremediation by bphC gene

Abstract:

Polychlorované bifenyly jsou velmi stabilní toxické látky, které perzistují v životním prostředí a akumulují se v potravním řetězci. Dekontaminace znečištěných ploch je kvůli hydrofobním vlastnostem polychlorovaných bifenylů velmi problematická. Fytoremediace je alternativou k fyzikálně-chemickým metodám, které jsou velmi drahé a výrazně poškozují okolní krajinu. V rámci řešení diplomové práce byla úspěšně provedena transformace jarního ječmene (Hordeum vulgare L.) odrůdy Golden Promise a prosa prutnatého (Panicum virgatum L.) odrůdy Alamo 2 remediačním genem bphC, který byl izolován z aerobní bakterie Pandorea pnomenusa B-356. Gen bphC kóduje enzym 2,3-dihydroxybifenyl-1,2-di-oxygenázu, který štěpí bifenylový prstenec. Přítomnost transgenu u regenerovaných rostlin byla ověřena na úrovni DNA metodou polymerázové řetězové reakce a též na úrovni RNA prostřednictvím kvantitativní polymerázové řetězové reakce. Byla potvrzena možnost účinné transformace jednoděložných rostlin genem bphC, které by po prověření efektivity mohly být v budoucnu využity pro fytoremediaci polychlorovaných bifenylů.

Abstract:

Polychlorinated biphenyls (PCBs) are very stable toxic compounds that persist in the environment and accumulate in the food chain. Decontamination of PCB-polluted areas is problematic due to hydrophobic properties of the PCB molecules. Phytoremediation can serve as an alternative to physical and chemical methods which are very expensive and greatly contribute to the environmental destruction. Within the scope of this Master thesis, a successful transformation of vernal barley (Hordeum vulgare L.), strain Golden Promise and switchgrass (Panicum virgatum L.), strain Alamo 2, was done with the remediated gene bphC which was isolated from an aerobic bacterium Pandorea pnomenusa B-356. The gene bphC encodes an enzyme 2,3-dihydroxybiphenyl-1,2-dioxygenase, responsible for breaking the biphenyl ring. The presence of the transgene in the regenerated plants was confirmed at the DNA level using polymerase chain reaction (PCR) as well as at the RNA level by means of quantitative real time polymerase chain reaction (qPCR). By performing these methods, the possibility of effective transformation of monocotyledons with bphC gene was confirmed. After proving the efficiency, the transformation could eventually lead to the phytoremediation of the polychlorinated biphenyls.

Keywords

Fytoremediace, polychlorované bifenyly (PCB), gen bphC, enzym 2, 3-di-hydroxybifenyl-1, 2-dioxygenáza, jarní ječmen (Hordeum vulgare L.) odrůda Golden Promise, proso prutnaté (Panicum virgatum L.) odrůda Alamo 2, transformace rostlin, Agrobacterium tumefaciens, regenerace rostlin in vitro, polymerázová řetězová reakce (PCR), kvantitativní polymerázová řetězová reakce (qPCR).

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 8. 2011

Accessible from:: 2. 8. 2011

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology