Analýza vybraných fytohormonů a prekurzoru etylenu v Arabidopsis thaliana

Bc. Sabina KUDIELKOVÁ

Master's thesis

Analysis of ethylene precursor and selected phytohormones in Arabidopsis thaliana

Abstract:

Fytohormony ovlivňují všechny aspekty života rostlin. Stanovení jejich exaktních hladin je zásadním krokem k poznání jejich funkcí a vzájemné koordinace. Kyselina 1-aminocyklopropan-1-karboxylová (ACC) je přímým prekurzorem fytohormonu etylenu a dosud není známá validovaná metoda pro její měření. Aktuální zkoumání ACC naznačuje jeho potenciál pro kvalifikaci za nový fytohormon. Ostatní zkoumané fytohormony (auxiny, kyselina jasmonová, kyselina abscisová, kyselina salicylová a cytokininy) představují intenzivně studované látky, široce interagující s etylenovou biosyntézou a metabolismem. V této práci byly optimalizovány kroky vedoucí k simultánní kvantifikaci těchto látek pomocí HPLC-MS/MS v modelové rostlině Arabidopsis thaliana. Vzniklá metoda byla porovnána s existujícími a látky byly následně stanoveny v rostlinách ošetřených inhibitory etylenové biosyntetické dráhy. Z výsledků vyplývá úspěšná kvantifikace všech zkoumaných látek, přičemž jejich profil v ošetřených rostlinách byl zásadním způsobem ovlivněn. Tato metoda má proto potenciál otevřít nové možnosti zkoumání etylenové biosyntetické dráhy v rostlinách.

Abstract:

Phytohormones are involved in every aspect of plant's life. Estimating their levels is a crucial in understanding of their functions and crosstalk. 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) is a direct precursor of phytohormone ethylene, with so far no validated method available for its measurement. Actual science shows the potential of this molecule to become a new phytohormone. Other examined hormones (auxins, jasmonic acid, abscisic acid and salicylic acid, cytokinins) are intensively studied, with broad known ethylene biosynthesis interactions. In presented work, the steps leading to simultaneous quantification of these compounds by HPLC-MS/MS in model plant Arabidopsis thaliana were optimized. The resulting method was compared to an existing one and the compounds were estimated in plants treated with ethylene biosynthesis inhibitors. The results show a successful quantification of all studied compounds, with their profile changing significantly in treated plants. This method has therefore a definite potential to open new venues for ethylene biosynthesis study in plants.

Keywords

Fytohormony, metabolismus, 1-aminocyklopropan-1-karboxylová kyselina, HPLC-MS/MS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2021
• Supervisor: Mgr. Michal Karady, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Experimental Biology