Charakterizace transgenních rostlin Arabidopsis thaliana s modifikovaným proteinem LHCB4

Leona POPOVSKÁ

Bachelor's thesis

Characterization of transgenic plants Arabidopsis thaliana with modified protein LHCB4

Abstract:

Jednou z málo prozkoumaných světlosběrných antén fotosystému II u rostlin je proteinový komplex LHCB8. Je to jedna ze tří izoforem proteinu LHCB4 a předpokládá se, že hraje významnou roli ve specifickém uspořádání superkomplexu fotosystému II a fotoprotekci. Přispívá k tomu fakt, že LHCB8 je u rostlin většinou exprimován pouze za vysokých intenzit záření, ale na druhou stranu u smrku a ostatních zástupců Pinaceae a Gnetales je LHCB8 jedinou přítomnou izoformou LHCB4 a je exprimován za všech světelných podmínek. Cílem této bakalářské práce bylo přispět k objasnění funkce LHCB8. Využito bylo metod transformace rostlin a Digital Droplet PCR, kdy byly připraveny dvě homozygotní transgenní linie Arabidopsis thaliana se smrkovou variantou proteinu LHCB8 - lhcb4_PaLHCB8 a penta_PaLHCB8. Správnost vloženého konstruktu byla ověřena sekvenací a exprese proteinu byla potvrzena metodou Western blot. U těchto linií byla také provedena základní fyziologická charakterizace, zahrnující měření relativního zastoupení chlorofylu a analýzu funkce fotosystému II pomocí chlorofylové fluorescence. Předběžné výsledky indikují, že smrková varianta proteinu LHCB8 se pravděpodobně dokáže navázat na fotosystém II u Arabidopsis thaliana. Připravené linie budou dále využity k detailní analýze struktury a funkce superkomplexu fotosystému II v přítomnosti PaLHCB8.

Abstract:

One of the least studied light-harvesting antenna in photosystem II is protein complex LHCB8. It is one of the three LHCB4 protein isoforms and it is assumed to play an important role within photosystem II in its specific organization and photoprotection. The fact that LHCB8 is mostly expressed under hight light intensities, but on the other hand it is typical for spruce and other Pinaceae and Gnetales where it is expressed under all light conditions, contributes to this hypothesis. The aim of this bachelor thesis was to contribute to clarifying the function of LHCB8. Plant transformation and Digital Droplet PCR were used to prepare two homozygous transgenic lines of Arabidopsis thaliana with spruce variant of LHCB8 protein - lhcb4_PaLHCB8 and penta_PaLHCB8. The inserted construct was verified by sequencing and protein expression was confirmed by Western blotting. These lines were also subjected to basic physiological characterization, including measurement of relative chlorophyll abundance and analysis of photosystem II function using chlorophyll fluorescence. The preliminary results indicate that the spruce variant of the LHCB8 protein is likely to bind to photosystem II in Arabidopsis thaliana. The prepared lines will be further used for a detailed analysis of the structure and function of the photosystem II supercomplex in the presence of PaLHCB8.

Keywords

Fotosystém II, minoritní světlosběrný komplex LHCB4/LHCB8, transgenní rostliny A. thaliana, Digital Droplet PCR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Iva Ilíková, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry