Molekulárne klonovanie konštruktu pre expresiu GFP-fúzneho proteínu ROP8 a stabilná transformácia lucerny siatej

Dominika GABRIŠOVÁ

Bachelor's thesis

Molecular cloning of vector for GFP-fused protein ROP8 and stable transformation of alfalfa

Abstract:

Lucerna siata (Medicago sativa L.) je jednou z najdôležitejších viacročných plodín. Radí sa k najrozšírenejším kŕmnym strukovinám, pretože má vysokú nutričnú hodnotu a produkuje veľké množstvo biomasy pre hospodárske zvieratá. V posledných rokoch sa výskum zameraný na túto rastlinu dostáva na popredné miesta. Tento jav je spôsobený schopnosťou lucerny zlepšovať úrodnosť pôdy podzemným prenosom dusíka a zabraňovaním strate vody, fosforu a dusíka z pôdy. Hlavným cieľom tejto bakalárskej práce bolo navrhnúť a pripraviť konštrukt s GFP-fúznym proteínom ROP8 pre funkčnú expresiu v tejto rastline. Táto skupina proteínov je na molekulárnej úrovni pre rastlinu významná, pretože sa podieľa na riadení organizácie a dynamiky cytoskeletu, endocytózy a exocytózy, aktivácii NADPH oxidázy a intracelulárnych kinázových kaskád, signalizácii a transporte ABA, auxínu a regulácii transkripcie mRNA a translácie proteínov. Prácou je možné prispieť k anotácii tohto proteínu a rozšíreniu poznatkov o genóme lucerny, čo má význam pre rýchlu manipuláciu prostredníctvom genetickej transformácie. Pre skúmanie expresie génu priamo v tejto rastline, bola použitá metóda stabilnej transformácie, ktorej predchádzala tranzientná transformácia rastliny N. benthamiana. Stabilná transformácia je nevyhnutnou metódou pre produkciu transgénnych rastlín s dedičnými vlastnosťami, ktoré nás zaujímajú. Schopnosť jednoduchej genetickej transformácie a regenerácie prostredníctvom pletivových kultúr umožňuje použitie vo veľkovýrobe transgénnych produktov a najnovších metódach genetického inžinierstva spojenými so zvýšením poľnohospodárskej produkcie (zlepšenie nutričnej hodnoty, výnosu krmiva, schopnosti odolávať abiotickému stresu, škodcom a herbicídom, ochoreniam).

Abstract:

Alfalfa (Medicago sativa L.) is one of the most important perennial crops. It is one of the most widespread fodder legumes because of high nutritional value and it produces a large amount of biomass for livestock. In recent years, research focused on this plant has been getting prominence. This phenomenon is due to alfalfa's ability to improve soil fertility by underground nitrogen transfer and preventing the loss of water, phosphorus and nitrogen from the soil. The main goal of this bachelor thesis was to design and prepare a construct with GFP-fusion protein ROP8 for functional expression in this plant. This group of proteins is significant at the molecular level for the plant, as it is involved in the controlling of organization and dynamics of the cytoskeleton, endocytosis and exocytosis, activation of NADPH oxidase and intracellular kinase cascades, signaling and transport of ABA, auxin, and regulation of mRNA transcription and protein translation. The work can contribute to the annotation of this protein and the expansion of knowledge about the genome of alfalfa, which is important for rapid manipulation through genetic transformation. To observe gene expression directly in this plant, a stable transformation method was used, preceded by a transient transformation of the N. benthamiana plant. Stable transformation is a necessary method for the production of transgenic plants with hereditary characteristics of interest to us. The ability to simple genetic transformation and regeneration through plant tissue cultures allows usage in large-scale production of transgenic products and the latest genetic engineering methods associated with an increase in agricultural production (improvement of nutritional value, feed yield, ability to resist abiotic stress, pests and herbicides, diseases).

Keywords

Agrobacterium tumefaciens, Medicago sativa, ROPGTPázy, stabilná transformácia, tranzientná transformácia

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Miroslava Medelská, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biotechnology and Genetic Engineering / Biotechnology and Genetic Engineering