Vplyv zasolenia na expresiu fototropínov v semenách rajčiaka

Bc. Anna REPKOVSKÁ

Master's thesis

Effect of salinity on the phototropin expression in tomato seeds

Abstract:

Svetlo, ako exogénny faktor, je rastlinou vnímaný prostredníctvom fotoreceptorov a dokáže modulovať odpoveď rastliny na abiotický stres. Táto diplomová práca prináša informácie o vplyve modrého svetla na citlivosť rastlín k zasoleniu. Bola študovaná expresia génov pre fototropíny (PHOT1 a PHOT2) v semenách rajčiaka a vplyv soli na expresiu týchto génov. Rovnako bola skúmaná klíčivosť týchto semien. K experimentom boli využité semená rajčiaka jedlého (Solanum lycopersicum L.) kultivar Rutgers a semená mutanta 7B-1 odvodeného od tohto kultivaru. Semená oboch genotypov boli vystavené soľnému stresu a rôznym svetelným podmienkam. Experimenty klíčivosti semien prebiehali v tme, na modrom a červenom svetle. Semená, u ktorých bola študovaná expresia génov, boli kultivované v tme a na modrom svetle. Výsledky klíčivosti semien potvrdili predošlé pozorovania, že modré svetlo zvyšuje inhibičný účinok soli na klíčenie semien rajčiaka a že semená mutanta 7B-1 sú tolerantnejšie k soľnému stresu, zvlášť na modrom svetle. Ukázalo sa, že u semien mutanta 7B-1 kultivovaných na BL zasolenie významne znížilo expresiu PHOT1, čo potvrdzuje hypotézu, že zasolenie môže spätnou väzbou ovplyvňovať signálne dráhy modrého svetla. V semenách mutanta 7B-1 bola expresia PHOT1 redukovaná aj modrým svetlom, čo by mohlo vysvetľovať mechanizmus, ktorým mutant 7B-1 dokáže tolerovať zasolenie aj po ovplyvnení BL. Na expresiu PHOT2 nemal soľný stres výrazný účinok. Ukázalo sa však, že expresia PHOT2 je stimulovaná modrým svetlom a že funkčný produkt génu 7B-1 je pozitívne zapojený do signálnej dráhy BL.

Abstract:

Light is as an exogenous factor perceived by a plant through photoreceptors and may even modulate the response of the plant to abiotic stress. The present thesis presents information on the influence of blue light on sensitivity of the plant in terms of salinity. Expression of genes for phototropins (PHOT1 and PHOT2) and the influence of salt on the expression of the genes were studied in tomato seeds. Germination of those seeds was investigated as well. For the experiments seeds of edible tomato (Solanum lycopersicum L.) of cultivar Rutgers and seeds of 7B-1 tomato mutant derived from this cultivar were used. The seeds of both genotypes were exposed to salt stress and different light conditions. Germination experiments were performed in darkness, blue light, and red light. Seeds used of gene expression studies were cultivated in darkness and blue light. The results on seed germination confirmed previous observations that blue light increases the inhibition effect of salt on germination of the tomato seeds and that the seeds of the mutant 7B-1 were more tolerant to the salt stress, especially under blue light condition. The results have also shown that in seeds of 7B-1 mutant incubated in BL, the salinity stress also resulted in significantly lowered expression of PHOT1. This proves the hypothesis that salinity may influence signal pathways of blue light. In 7B-1 seeds, the expression of PHOT1 was reduced by blue light as well, which might explain a mechanism through which 7B-1 may tolerate salinity even after being influenced by BL. Salt stress did not show any specific effect on the expression of PHOT2 gene. However, it was shown that the expression of PHOT2 was stimulated by blue light and that the functioning product of 7B-1 gene is positively connected with BL signaling.

Keywords

expresia génov, fototropíny, modré svetlo, mutant 7B-1, Solanum lycopersicum L., soľný stres

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. RNDr. Martin Fellner, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Experimental Biology