Zapojení epigenetických procesů do reakce rostlin na stres vyvolaný těžkými kovy

Bc. Zuzana Tančevová

Bachelor's thesis

Involvement of epigenetic processes in plants response to the heavy metal stress

Abstract:

V této bakalářské práci se věnujeme kadmiu, jakožto těžkému kovu, který má toxické účinky na živočichy a rostliny. Enviromentální znečištění půdy kadmiem má negativní vliv na produkci rostlinné výroby, způsobuje totiž chlorózu, nekrózu, zakrnění a nefyziologické zabarvení listů a inhibici růstu kořenů. Kadmium má také vliv na epigenetické regulační mechanismy rostlin. Studie ukazují, že přítomnost kademnatých iontů způsobuje hypo- nebo hypermethylaci cytosinů v DNA v závislosti na délce expozice. Cílem práce bylo sledovat, zda přítomnost inhibitoru methylace DNA ovlivní reakci modelové rostliny Arabidopsis thaliana na přítomnost kademnatých iontů v růstovém médiu. Nebyl nalezen rozdíl v hladině analyzovaných kovů (Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Zn) mezi rostlinami pěstovanými v přítomnosti kadmia a kadmia i zebularinu. Stejně tak hladina fytochelatinů byla zvýšená srovnatelně v rostlinách vystavených vlivu kadmia a kombinace kadmia a zebularinu. V analýze hladiny kovů i fytochelatinů nebyl zaznamenán rozdíl mezi rostlinami pěstovanými v kontrolním hydroponickém médiu a v médiu s přídavkem zebularinu. Z výsledků bakalářské práce vyplývá, že epigeneticky aktivní látka zebularin nemá vliv na reakci rostliny Arabidopsis thaliana vyvolanou stresem z kadmia.

Abstract:

This bachelor thesis deals with cadmium, heavy metal which is toxic for plants, animals and humans. Environmental pollution of soil by cadmium impacts negatively vegetable production. It causes chlorosis, necrosis, atrophy and non-physiological coloring of leaves, and inhibition of roots growth. Cadmium also affects plant epigenetic regulation mechanisms. Studies showed that exposure to cadmium ions brought about hypo- or hypermethylation of cytosines in DNA depending on the time of the exposure. The aim of this thesis was to study if inhibitor of DNA methylation affected response of Arabidopsis thaliana to the presence of cadmium ions in the growth medium. No difference in levels of metal elements (Ca, Cd, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Zn) between plants grown in the presence of cadmium only or cadmium and zebularine was found. Alike, comparable levels of phytochelatins were measured in plants exposed to cadmium or both cadmium and zebularine. In neither analysis difference was found between plants grown in the control hydroponic medium or in the medium supplemented by zebularine. Based on the results of this thesis we can conclude that zebularine, epigenetically active drug, has no effect on the response of A. thaliana to the cadmium exposure.

Keywords

Kadmium, Arabidopsis thaliana, fytochelatiny, epigenetika, zebularin, cadmium, phytochelatins, epigenetics, zebularine

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 24. 6. 2019
• Supervisor: doc. Mgr. Miloslava Fojtová, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry