|
|
Creating and testing bioluminescence sensors for cytokinins in Arabidopsis thaliana
Novotná, Lenka ; Petrášek, Jan (vedoucí práce) ; Vosolsobě, Stanislav (oponent)
Pokroky v mikroskopii a citlivosť nových biosenzorov umožnili vývoj nových metód na monitorovanie fytohormónov s nízkou invazívnosťou a relatívne vysokým rozlíšením. Tie tak poskytujú lepší náhľad na funkciu fytohormónov v rastlinách. Na pozorovanie cytokinínov, ktoré patria medzi hlavné rastlinné hormóny, sú široko využívané nepriame biosenzory umožňujúce sledovanie dynamických zmien cytokinínových hladín počas vývoja a rastu rastlín. Syntetické promótory citlivé na cytokiníny, ktoré sa používajú ako cytokinínové biosenzory, sú neustále vylepšované, čo umožňuje lepšie pochopenie funkcie cytokinínov. Reportérové systémy, používané na vizualizáciu, sú založené buď na enzymatickej reakcii produkujúcej farbu, alebo na použití fluorescenčných proteínov. Na vizualizáciu signálnych výstupov rastlinných hormónov sa používajú aj biosenzory založené na luminiscencii, ktoré sú však založené na exogénnom pridávaní luciferínového substrátu. Preto v tejto práci chceme uviesť novú techniku na generovanie senzorov signalizačných výstupov cytokinínov na základe autonómnej bioluminiscencie. Táto autonómna bioluminiscencia predstavuje neinvazívnu techniku, ktorá závisí na expresii celej dráhy autonómnej bioluminiscencie z huby Neonothopanus nambi, konkrétne cyklu kyseliny kávovej, ktorá obsahuje hubovou luciferázou....
|
|
|
Characterization of the role of cytokinins and abscisic acid during abiotic stress response
Přerostová, Sylva ; Vaňková, Radomíra (vedoucí práce) ; Havel, Ladislav (oponent) ; Doležal, Karel (oponent)
Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti...
|
|
|
Transport and Metabolism of Radio-Labelled Cytokinins in Plant Cells and Tissues
Nedvěd, Daniel ; Ryšlavá, Helena (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent)
Cytokininy jsou významnou skupinou fytohormonů. Od svého objevu v 50. letech 20. století se ukázaly být jedním z klíčových regulátorů rostlinné fyziologie. Jejich výzkum byl dosud zaměřen na mechanismus jejich účinku a na metabolickou regulaci jejich působení. Poté, co byly proteiny AtABCG14 a AtPUP14 identifikovány jako jejich membránové přenašeče, se začal v souvislosti s cytokininy zkoumat také jejich membránový transport. V této práci jsme v řadě experimentů využili sledování radioaktivně značených cytokininů. Ukazujeme, že trans-zeatin a isopentenyladenin, dva hlavní biologicky účinné cytokininy, jsou v tabákových buněčných liniích BY-2 přenášeny přes plasmatickou membránu. S využitím matematického modelování ukazujeme, že se na membránách buňek BY-2 nachází transportní systém vykazující afinitu vůči cytokininům. Dále ukazujeme, že mutace atabcg14 a atpup14 mají vliv na metabolismus cytokininů v rostlinách Arabidopsis thaliana. [Anglicky] Klíčová slova: cytokinin, Arabidopsis thaliana, tabákové buněčné linie BY-2, membránový přenos, purinová permeasa, přenašeč ABC (z anglického "ATP-binding cassette"), radioaktivní značení
|
|
|
Antioxidant enzymes response to abiotic stress. Impact of decreased cytokinin level.
Lubovská, Zuzana ; Wilhelmová, Naďa (vedoucí práce) ; Prášil, Ilja (oponent) ; Kočová, Marie (oponent)
Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta Katedra experimentální biologie rostlin Doktorský studijní program: Fyziologie a anatomie rostlin Abstarakt Odpověď antioxidačních enzymů na abiotický stress. Vliv snížené hladiny cytokininů. Zuzana Lubovská Supervisor: RNDr. Naďa Wilhelmová, CSc. Supervisor-consultant: RNDr. Helena Štorchová, CSc. Praha, 2015 V rostlinách tabáku se sníženou hladinou cytokininů (CK) jsem sledovala odpověď antioxidačního enzymatického systému vyvolanou suchem, horkem a kombinací těchto stresorů. Byly použity dvě transgenní linie se sníženou hladinou CK díky overexpresi cytokininoxidasy/dehydrogenasy, genu kódující enzym pro degradaci CK, pod promotorem WRKY6 aktivním v kořenech (linie W6:CKX1) nebo pod konstitutivním promotorem 35S (linie 35S:CKX1) a netransformované rostliny (WT). U rostlin overexprimujících CKX1 se vyvinul větší kořenový system, který přispěl k jejich zvýšené toleranci vůči stresu. Rostliny 35S:CKX1 za sucha také zvýhodnil jejich zakrslý fenotyp a změněná morfologie listu. Geny kódující chloroplastové antioxidační enzymy, stromatální askorbátperoxidasa (sAPX), tylakoidní askorbátperoxidasa (tAPX) a chloroplastová superoxiddismutasa (FeSOD), které odklízejí reaktivní formy kyslíku pocházející z fotosyntetického elektrontransportního řetězce, byly všechny za...
|
|
|
Transport and Metabolism of Radio-Labelled Cytokinins in Plant Cells and Tissues
Nedvěd, Daniel ; Ryšlavá, Helena (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent)
Cytokininy jsou významnou skupinou fytohormonů. Od svého objevu v 50. letech 20. století se ukázaly být jedním z klíčových regulátorů rostlinné fyziologie. Jejich výzkum byl dosud zaměřen na mechanismus jejich účinku a na metabolickou regulaci jejich působení. Poté, co byly proteiny AtABCG14 a AtPUP14 identifikovány jako jejich membránové přenašeče, se začal v souvislosti s cytokininy zkoumat také jejich membránový transport. V této práci jsme v řadě experimentů využili sledování radioaktivně značených cytokininů. Ukazujeme, že trans-zeatin a isopentenyladenin, dva hlavní biologicky účinné cytokininy, jsou v tabákových buněčných liniích BY-2 přenášeny přes plasmatickou membránu. S využitím matematického modelování ukazujeme, že se na membránách buňek BY-2 nachází transportní systém vykazující afinitu vůči cytokininům. Dále ukazujeme, že mutace atabcg14 a atpup14 mají vliv na metabolismus cytokininů v rostlinách Arabidopsis thaliana. [Anglicky] Klíčová slova: cytokinin, Arabidopsis thaliana, tabákové buněčné linie BY-2, membránový přenos, purinová permeasa, přenašeč ABC (z anglického "ATP-binding cassette"), radioaktivní značení
|
|
|
Role cytokininů v regulaci vyrůstání pupenů hrachu
Vetter, Martin
Cílem této diplomové práce bylo objasnit roli cytokininů v regulaci vyrůstání kotylárních pupenů hrachu (Pisum sativum L). Dekapitace růstového vrcholu a následná aplikace IAA lanolinové pasty spolu s BAP vedly ke zvýšení exprese genů PsDRM1 PsBRC1, spojovaných s dormantním stavem pletiva. To naznačuje, že cytokinin může mít vliv na zvýšení množství transportovaného auxinu v hlavním stonku. Aplikace cytokininu na kotylární pupen intaktních rostlin způsobila vyrůstání tohoto pupenu. Imunolokalizací byla prokázána polarizace PIN1 proteinů v takto ošetřených pupenech, na rozdíl od pupenů, na které cytokinin aplikován nebyl. Znamená to, že cytokinin přímo ovlivňuje polarizaci PIN1 proteinů, a tím i následnou kanalizaci polárního auxinového toku.
|
|
|
Charakterizace jaderného proteomu rostlin
Svetláková, Anna
Nukleární proteom obsahuje důležité regulační proteiny, které jsou přímo zapojeny do regulačních mechanismů. Odhaduje se, že přibližně 30 % genů kóduje proteiny, které jsou směrovány do jádra. Široká škála koncentrací proteinů však způsobuje, že některé jaderné proteiny jsou přítomny v koncentracích řádově nižších než ostatní proteiny a jsou tak nedostupné v běžné extrakci celkového proteinu. Tato práce Charakterizace jaderného proteomu rostlin stručně shrnuje poznatky dnešní nukleární proteomiky a shrnuje extrakční protokoly. V experimentální části byly zhodnoceny dva různé frakcionační protokoly. Analýzou jaderných proteinových extraktů bylo navýšeno množství identifikovaných proteinů, ale výsledky kvantitativního porovnání s běžnou extrakcí ukazují, že některé proteiny byly ztraceny či došlo k jejich depleci v průběhu frakcionace. Dále byl studován účinek rostlinných hormonů cytokininů na nukleární proteiny ječmene. Celkově bylo nalezeno 65 známých jaderných proteinů (10 % identifikovaných proteinů v jaderné frakci) a 15 z nich bylo rozdílně zastoupeno v odpovědi na ošetření cytokininy, jedná se např. o RNA helikázu SUB2 nebo protein podílející se na odpovědi na solný stres.
|
|
|
Morfogenéza epidermálnych buniek listov Arabidopsis thaliana v odpovedi na chladový stres a zníženú dostupnosť svetla
Tekulová, Veronika
Bakalářská práce byla zaměřena na fyziologickou, buněčnou a transkriptomickou charakterizaci Arabidopsis thaliana, která byla ošetřena chladem za různých světelných podmínek. Za účelem určení úlohy chladového stresu v ontogenezi listů byly analyzovány listy v rozdílných vývojových stádiích. Bylo zjištěno, že rostliny ve věku čtyř týdnů mají plně vyvinutý list číslo 6, přičemž ošetření těchto listů chladem nemá žádný vliv na jeho buněčnou morfologii. Naopak mladý list číslo 14, který iniciuje přechod z proliferační do expanzní fáze, byl silně ovlivněn. Ukázalo se, že vystavení nízké teplotě u něj významně snižuje jeho buněčnou plochu a počet epidermálních buněk. Barvení propidium jodidem rovněž potvrdilo, že mladé proliferující listy jsou v porovnání s listy staršími citlivější na stresové podmínky. Vyšší citlivost mladých listů na chladový stres byla doprovázena nižší expresí genů CBF, které hrají důležitou roli v toleranci na chladový stres. Mladé listy také vykazovaly vyšší expresi genů reagujících na cytokininy a genů souvisejících s buněčným cyklem.
|
|
|
Characterization and significance of N-glucosyltransferase pathway as a tool for regulation of cytokinin homeostasis in plants
Doležálková, Lucie ; Motyka, Václav (vedoucí práce) ; Vaňková, Radomíra (oponent)
Deriváty adeninu známé jako cytokininy (CK) jsou jednou ze základních skupin rostlinných hormonů (neboli fytohormonů) podílející se spolu s dalšími významnou měrou na řízení většiny fyziologických procesů. I přes bouřlivý rozvoj výzkumu fytohormonů nám šíře a komplexita metabolických a signalizačních drah spolu s jejich provázaností umožňuje odkrývat stále nová tajemství. N-glukosidy cytokininů (konkrétně trans-zeatin-7-glukosid, tZ7G, a trans-zeatin-9-glukosid, tZ9G) byly dlouhodobě považovány za ireverzibilně deaktivované produkty metabolismu aktivních forem (v tomto případě trans-zeatinu, tZ). Avšak senescenční biotesty na listech ovsa setého (Avena sativa cv. Abel) prokázaly aktivitu tZ9G. Toto zjištění může být vysvětleno možností metabolické přeměny na O-glukosidy. V této práci jsme se rozhodli otestovat aktivitu zmíněných glukosidů (tZ7G a tZ9G) na příbuzném modelu ovsa (Avena sativa cv. Patrik) a prozkoumat též metabolické konverze podobných látek - N 6 -(Δ2 -isopentenyl)adeninu (iP) a jeho N7- a N9- glukosidů (iP7G a iP9G). Zatímco aktivitu tZ9G v senescenčních biotestech jsme potvrdili i pro model Avena sativa cv. Patrik, metabolické konverze na O-glukosidy ve významné míře pozorovány nebyly. Kromě vlivu zmíněných cytokininů na listové segmenty jsme se rozhodli prozkoumat vliv týchž látek...
|
|
|
Transport cytokininů přes plasmatickou membránu
Nedvěd, Daniel ; Ryšlavá, Helena (vedoucí práce) ; Dračínská, Helena (oponent)
Cytokininy tvoří jednu z hlavních skupin fytohormonů, signálních molekul účastnících se zásadních fyziologických procesů rostlin. Regulace jejich působení je nejčastěji spojována s metabolickými přeměnami, nedávná identifikace membránových proteinů AtABCG14 a AtPUP14 jako selektivních cytokininových přenašečů však otevřela otázku možného vlivu polárního membránového transportu na řízení cytokininové signalizace. S využitím akumulace radioaktivně značených cytokininů v transgenní buněčné kultuře BY-2 jsme studovali kinetiku přenosu cytokininů pomocí přenašečů AtABCG14 a AtPUP14 na buněčné úrovni a případné metabolické změny spojené se zvýšenou expresí těchto přenašečů. Zvýšená exprese přenašeče AtPUP14 se projevila na zvýšení akumulace značených cytokininů ve formě ribosidů i volných bází. Zvýšení exprese tohoto přenašeče nemělo žádný vliv na metabolismus značených cytokininů. Zvýšená exprese přenašeče AtABCG14 se na akumulaci značených cytokininů v buňkách BY-2 neprojevila. 1
|
host ::
RSS.