|
|
Interakce teploty a hormonů v růstu Arabidopsis thaliana
Andrýsková, Kristýna
Abstrakt Z důvodu globálního oteplování jsou rostliny častěji a delší dobu vystaveny vyšším teplotám, což způsobuje teplotní stres a ovlivňuje růst a morfologii rostlin. Mezi nejčastější reakce na vysokou teplotu se řadí prodlužování podděložního článku, hyponastie listů nebo prodlužování řapíků listů. Všechny tyto projevy se souhrnně označují jako termomorfogeneze a jejím klíčovým hráčem je transkripční faktor in-teragující s fytochromem PIF4. Je to hlavní regulátor termomorfogeneze prostřednic-tvím, kterého dochází k aktivaci genu YUCCA8 a následné biosyntéze auxinu, jenž prodlužuje podděložní článek. Tato práce se zabývá vlivem hormonů cytokininů na růst podděložního článku u Arabidopsis thaliana při standardní (20 °C) a zvýšené (29 °C) teplotě. Zvýšená teplota měla pozitivní vliv na růst podděložního článku kontrol-ních rostlin i transgenních linií s ektopickou expresí genu PIF4. Vliv aplikace 10µM trans-zeatinu byl však závislý na teplotě. Při nízké teplotě měly cytokininy pozitivní vliv na růst podděložního článku kontrolních rostlin, ale neměly signifikantní vliv u transgenních linií, které měly již za standardní teploty podděložní článek prodlouže-ný. Naopak při vyšší teplotě měly cytokininy pouze inhibiční vliv. Automatická analý-za přítomnosti proteinu PIF4 pomocí GFP prokázala, že je jeho hladina v rámci pod-děložního článku nerovnoměrná se zvětšující se abundancí ve směru od kořene k dělohám. Konfokální mikroskopie potvrdila, že účinek cytokininů při působení vyšší teploty není způsoben redukcí hladiny proteinu PIF4.
|
|
|
Proteom rostlin v reakci na abiotický stres
Čotková, Veronika
Rostliny si se svým přisedlým způsobem života vyvinuly komplexní mechanismy jak se vyrovnat s nepříznivými podmínkami prostředí. Tato diplomová práce shrnuje současné znalosti na toto téma a zaměřuje se na světlo, teplotu a fytohormony v odpovědích rostlin na abiotický stres. Praktická část se věnuje proteomice a dokončuje a navazuje na projekt zahájený během mé bakalářské práce. Transgenní klíční rostliny Arabidopsis nesoucí inducibilní cytokinin oxidázu/dehydrogenázu z ječmene (CaMV35S>GR>HvCKX2) byly profilovány pro objasnění odpovědí na úrovni proteomu na snížené hladiny cytokininů pod teplotním stresem za standardní (80 umol.m-2.s-1) a nízké intenzity světla (20 umol.m-2.s-1). Pomocí 2-DE analýzy a analýzy pomocí hmotnostní spektrometrie se podařilo celkem objevit 63 rozdílně abundantních proteinů zahrnutých v různých metabolických procesech. Tato data poskytují důkaz o spojení mezi teplotní, světelnou a cytokininovou signalizací v Arabidopsis a budou použita při modelování interakcí cytokininy - světlo - teplota.
|
|
|
Vliv modifikace receptoru ultrafialového světla na jeho funkci
Blechová, Veronika
Ultrafialové záření má negativní vliv na živé organismy, ale slouží i jako signál modulující růst a vývoj rostlin. Diplomová práce je zaměřena na vliv UV-B záření u rostlin Arabidopsis thaliana s narušenou signální dráhou UV-B světla a modulovanou hladinou cytokininů. Výsledky prokázaly, že aplikace UV-B záření má negativní vliv na maximální kvantový výtěžek PS II (Fv/Fm) u obou mutantních linií uvr8-1 a uvr8-2. Snížení Fv/Fm bylo u linie uvr8-1 spojeno s inhibicí růstu, kterou bylo možno tlumit aplikací 1 µM BAP. Analýza hladiny pigmentů dále prokázala, že cytokininy interagují se signální drahou UV-B záření v regulaci biosyntézy antokyanů a tato interakce je závislá na funkčním proteinu UVR8. Účinek cytokininů na termomorfogenezi je však na UVR8 zcela nezávislý. Práce se rovněž věnovala přípravě fúzních genů nesoucích modifikaci v sekvenci UVR8 a jejich spojení s markerovým genem eGFP. Tvorba příslušných produktů pomocí metody PCR byla ověřena komerční sekvenací.
|
|
|
Inhibice regenerace prýtů na explantátech petunie (Petunia x hybrida) in vitro způsobená fluoranthenem
Czyžová, Kateřina
Cílem diplomové práce bylo studium vlivu fluoranthenu (FLT) na biochemické a růstové procesy regenerantů petunie (Petunia hybrida cv. Lady blue) z organogeneze in vitro. K tomuto experimentu byly použity segmenty střední části listů, prýty z organogeneze in vitro a vegetační vrcholy se čtyřmi až pěti pravými listy rostlin z udržované kultivace in vitro. Bylo sledováno zda fluoranthen ovlivní organogenezi prýtů in vitro, obsah chlorofylu a a b, obsah cytokininů a zakořenění jak prýtů (z organogeneze in vitro) tak vegetačních vrcholů z udržované kultivace in vitro. Bylo použito kultivační MS médium s obsahem benzyladeninu (1,5 mg/l), 1-naftyloctovou kyselinou (0,18 mg/l) a fluoranthenem (1mg/l) či bez fluoranthenu (kontrola). V případě organogeneze in vitro byl experiment proveden na 4 variantách médií s rozdílnou subkultivací na jiná média ve třech opakováních. Varianty médií byla zvolena tak, aby bylo možné zjistit, zda fluoranthen je schopen ovlivnit růstové a biochemické procesy již od začátku kultivace anebo zda je schopen narušit tyto procesy až v průběhu dané kultivace. Pro sledování zakořeňování bylo použito kultivační MS médium s obsahem kyseliny indolyl-3-máselné (0,5 mg/l) a fluoranthenu v různých koncentracích (0,1; 1; 3 a 5 mg/l). Z výsledků vyplynulo, že fluoranthen je schopen ovlivnit organogenezi prýtů vytvořených na segmentech listů. Došlo k nižší frekvenci organogeneze oproti kontrole. A dále bylo zjištěno, že fluoranthen větším podílem ovlivňuje regeneraci již při působení na začátku kultivace oproti pozdějšímu působení až v průběhu kultivace. Byl zjištěn nejvyšší příjem benzyladeninu a jeho ribosidu z kultivačního média. Fluoranthen ovlivnil obsah dihydrozeatinu výrazným způsobem. Zeatin a jeho ribosid byl zaznamenán v minimálním množství. FLT způsobil nižší obsah chlorofylů a i b v explantátech. V případě chlorofylu a nebyly zjištěny signifikantní rozdíly mezi variantami, kdy byl explantát ovlivněn fluoranthenem na začátku kultivace anebo až v průběhu kultivace. Bylo zaznamenáno, že fluoranthen ovlivňuje morfologii kořenů subkultivovaných prýtů z organogeneze in vitro a také kořenů vegetačních vrcholu s čtyřmi až pěti pravými listy. Kořeny rostlin v kultivačním médiu s vyšším obsahem fluoranthenu (3 a 5 mg/l) vykazovaly menší větvení kořenů a kořeny byly kratší.
|
|
|
3D rekonštrukcia povrchu buniek hypokotylov Arabidopsis thaliana so zmenenými hladinami cytokinínov
Hubinský, Marcel
Rostliny jsou mnohobuněčné organismy, které důsledně kontrolují svůj růst a morfogenézi na produkci zralých orgánů, a tím dosažení pohlavně dospělého jedince. Na úrovni buněk se vývoj rostlin skládá ze dvou hlavních procesů, proliferace buněk a expanze buněk. Rozdíly v načasování, rychlosti a rozestupech těchto vývojových procesů určují konečnou velikost a strukturu jednotlivých rostlinných orgánů. Cytokininy (CK) hrají klíčovou roli při mnoha aspektech vývoje rostlin, včetně rozvoje hypokotylů. V této práci bylo prokázáno, že CK hrají klíčovou roli nejen v proliferační, ale také v růstové fázi buněk. Hypokotyly rostlin se zvýšeným obsahem CK a rostoucích za snížené intenzity světla obsahovaly delší epidermální buňky, zatímco rostliny se sníženou hladinou CK vykazovaly buňky menší. Pomocí konfokální mikroskopie a použití transgenních linií s GFP-značenými mikrotubulárními proteiny (proCaMV35S :: MBD-GFP) bylo možné vypracovat rekonstruovány model povrchu hypokotylů s různými hladinami cytokininů. Vytvořený 3D model umožnil detailní nahlédnutí do velikosti a tvaru buněk hypokotylů.
|
|
| |
|
|
Totální syntéza [15N4] cytokininů a jejich využití
BUČEK, Jan
Rostlinné hormony cytokininy (CK), jejich metabolity a deriváty jsou jedny z esenciálních molekul ovlivňující celou řadu fyzilogických procesů rostlin jako je buněčné dělení, rostlinný růst a vývoj. Jejich stanovení a kvantifikace je náročné díky velmi malým konecntracím a komplikované rostlinné matrici. Z toho důvody je použití stabilně značených analogů nezbytné pro kvantifikaci, metabolické profilovaní a sledování biosyntetických drah. Tato práce představuje totální syntézu jedenácti [15N]-zančených C6-purinových derivátů, z toho pěti aromatických (4, 5, 6, 7, 8) a šesti isopreniodních (9, 10, 11) CK. Největší optimalizace, vzheldem k momentáně dostupným metodám, byla provedena v případě 6-amino-9H-[15N5]-purinu (adenin, 1) and 6-chloro-9H-[15N4]-purinu (6-chloropurin, 3). Poprvé je tak prezentován komplexní postup syntézy isotopově značených CKs z anorganického prekurzoru s vysokými výtěžky a chemickou čistotou. Identita připravených molekul byla v každém kroku ověřena pomocí řady fyzikálně chemických metod (TLC; HRMS; HPLC-MS; 1H, 13C, 15N NMR). Zde popsaný postup je v nepsolední řadě možno aplikovat na přípravu jakýchkoliv [15N4]-značených C6-substituovaných purinových derivátů.
|
|
|
Cytokininy a jejich role v regulaci buněčného dělení rostlin s důrazem na G2/M přechod
Prášilová, Jana ; Ševčíková, Hana (vedoucí práce) ; Bíšová, Kateřina (oponent)
Buněčný cyklus eukaryot a jeho regulace je dobře prozkoumána především u kvasinek a živočichů. Základní mechanismy regulace buněčného cyklu rostlin jsou obdobné. Důležitou roli hrají cyklin-dependentní kinázy (CDK), které v komplexu s cykliny (CYC) řídí průběh buněčného cyklu, a to především v klíčových regulačních bodech na přechodech fází G1/S a G2/M. CDK jsou pozitivně či negativně regulovány fosforylací kinázami a defosforylací fosfatázami. Významným negativním regulátorem na přechodu G2/M je WEE1 kináza, která fosforyluje CDK na konzervovaných aminokyselinových zbytcích Y15 a T14. Tuto inhibiční fosforylaci u kvasinek a živočichů odstraňuje CDC25 fosfatáza, a následně je umožněn vstup do mitózy. Buněčný cyklus rostlin vykazuje některé odlišnosti. Funkční homolog kvasinkové CDC25 fosfatázy u vyšších rostlin nebyl nalezen, ačkoli inhibiční fosforylace rostlinnou WEE1 kinázou blokuje aktivní místo Y15 (nikoli však T14) na CDKA;1., Je tedy nasnadě hledat jinou regulační dráhu, která by řídila G2/M přechod u rostlin. Fytohormony hrají důležitou roli nejen v buněčném cyklu rostlin, ale v celém vývoji rostliny jako celku. Klíčová je především souhra dvou hlavních skupin fytohormonů, auxinů a cytokininů. Bylo prokázáno, že především cytokininy mají zásadní vliv na regulaci přechodu G2/M u rostlin....
|
|
|
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...
|
|
|
Vliv mírného teplotního stresu na expresi genů metabolismu cytokininů a kinetiku růstu klíčních rostlin Arabidopsis thaliana
Truong, Thanh Huong
Vzhledem ke klimatickým změnám, které negativně dopadají na výnosy hospodářsky významných plodin, představuje teplotní stres hrozbu pro udržitelné zemědělství. Studium adaptace a aklimace rostlin vůči zvyšené teplotě proto patří mezi současné výzvy věděckého úsilí. Rostliny jsou během svého života vystaveny různým teplotním podmínkám. Odpověď na nepříznivé teploty zahrnuje řadu signálních drah, které regulují mnoho dalších vývojových a buněčných procesů. Koordinace vývojových procesů za podmínek zvýšené teploty nebo jiných vnějších faktorů je primárně řízena rostlinnými hormony. Tato práce se věnovala studiu interakce mírně zvýšené teploty (29 °C) a rostlinných hormonů cytokininů u modelové rostliny Arabidopsis thaliana. Pro sledování vlivu cytokininů za zvýšené teploty byly provedeny experimenty sledující morfologii rostlin, kinetiku růstu, genovou expresi a kvantifikaci cytokininů. Sledováním elongace embryonálního stonku (hypokotylu), která představuje charakteristickou odpověď rostlin na zvýšenou teplotu, bylo prokázáno, že cytokininy mají významnou úlohu při regulaci odpovědi na zvýšenou teplotu. Analýzou genové exprese a přímým stanovením hladin endogenních cytokininů jsme zjistili, že hladina cytokininů je snížena v odpovědi na mírně zvýšenou teplotu, což dále ukazuje na význam cytokininů při adaptaci na teplotní stres.
|
host ::
RSS.