Vliv různých derivátů cytokininů na produkci etylenu v oddělených listech

Lucie CMAJDÁLKOVÁ

Bachelor's thesis

Effect of different cytokinin derivatives on ethylene production in detached leaves

Abstract:

Senescence je přirozený proces probíhající ve všech rostlinách. Je řízena genetickým programem rostliny, její iniciaci a průběh však ovlivňuje řada vnitřních a vnějších faktorů. Cytokininy jsou fytohormony, které při zvýšení jejich endogenního obsahu nebo exogenní aplikaci na rostliny či oddělené listy senescenci oddalují, zároveň však stimulují produkci etylenu, který senescenci podporuje. V této práci byl sledován vliv 6-benzylaminopurinu (BAP) a nově připravených cytokininových derivátů odvozených od BAP označených jako 3OHBAPA a 3MeOBAPA na průběh indukované senescence a produkci etylenu v oddělených listových segmentech pšenice a oddělených listech Arabidopsis. Listy a listové segmenty byly uzavřeny do skleněných vialek a inkubovány ve tmě v roztocích BAP a jeho derivátů o koncentraci 10-5 mol.l-1 po dobu šesti dní po oddělení u pšenice a šest, čtyři nebo pět dní u Arabidopsis. Míra potlačení senescence byla poté posuzována na základě měření obsahu chlorofylů a+b a karotenoidů a měření parametru Fv/Fm. Zároveň byla pomocí plynové chromatografie stanovována produkce etylenu oddělenými listy a listovými segmenty. V oddálení senescence u pšenice byl nejúčinnější derivát 3OHBAPA, kdy po aplikaci tohoto derivátu došlo k největšímu zpomalení změn sledovaných parametrů a zároveň byla zaznamenána nejnižší produkce etylenu listovými segmenty. V případě oddělených listů Arabidopsis byl ve zpomalení poklesu obsahu chlorofylu mírně účinnější BAP, ale v zachování funkce fotosyntetického aparátu pak 3MeOBAPA. Produkce etylenu oddělenými listy byla po pětidenní inkubaci v BAP velmi výrazně vyšší oproti ostatním použitým látkám, u nichž byla vzájemně srovnatelná.

Abstract:

Senescence is a natural process that occurs in all plant organisms. It is controlled by genetic program of the plant, but its initiation and process is influenced by a number of internal and external factors. Cytokinins are phytohormones that can delay senescence by increasing their endogenous content or exogenous application on plants or detached leaves, but at the same time they have a positive effect on the production of ethylene, which supports senescence. In this work, the effect of 6-benzylaminopurine (BAP) and two novel BAP derivatives 3OHBAPA and 3MeOBAPA on progression of induced senescence and production of ethylene in detached wheat leaf segments and Arabidopsis leaves was investigated. Detached leaf segments and leaves were sealed in glass vials and incubated in BAP and its derivatives at a concentration 10-5 mol.l-1 in the dark for six days after detachment in the case of wheat and for six, four or five days in the case of Arabidopsis. The effect of BAP and its derivatives on induced senescence was assessed by measuring the content of chlorophyll a+b and carotenoids and Fv/Fm. Ethylene production by detached leaves and leaf segments was also determined. In the delay of senescence in wheat, the most effective derivative was 3OHBAPA, where the most significant slowing of senescence-induced changes was observed, while the lowest ethylene production was measured. In detached Arabidopsis leaves, BAP was slightly more effective in the chlorophyll retention, but 3MeOBAPA more effectively maintained the function of the photosynthetic apparatus. The production of ethylene was significantly higher after five-day incubation in BAP in comparison with other substances.

Keywords

Cytokininy, etylen, senescence, pšenice, Arabidopsis, chlorofyl, fluorescence, Fv/Fm

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Zuzana Kučerová

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biotechnology and Gene Engineering