velikost textu

Role sacharidového metabolismu v obraně proti oxidativnímu stresu vyvolanému působením arsenu.

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Role sacharidového metabolismu v obraně proti oxidativnímu stresu vyvolanému působením arsenu.
Název v angličtině:
Role of carbohydrate metabolism in defence against oxidative stress induced by arsenic
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Monika Kofroňová
Školitel:
doc. RNDr. Helena Lipavská, Ph.D.
Oponenti:
doc. Ing. Jiřina Száková, CSc.
RNDr. Zuzana Kovalíková, Ph.D.
Konzultant:
RNDr. Petra Mašková, Ph.D.
Id práce:
143685
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
Program studia:
Anatomie a fyziologie rostlin (P1524)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
24. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
arsen, reaktivní formy kyslíku, oxidativní stres, sacharidy, thorium, tabák, hairy roots, křen selský
Klíčová slova v angličtině:
arsenic, reactive oxygen species, oxidative stress, carbohydrates, thorium, tobacco, hairy roots, horseradish
Abstrakt:
Abstrakt Kontaminace těžkými kovy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství a mají zásadní dopad na lidské zdraví, pokud se tyto kontaminanty dostanou do potravního řetězce. Pochopení mechanizmů odpovědí rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči působení těžkých kovů a také jejich potencionální využití ve fytoremediacích. Sacharidy hrají důležitou roli v růstu a vývoji rostlin, jakož i v obranných reakcích. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení těžkých kovů arsenu a thoria na antioxidační mechanismy u rostlin tabáku a kořenových kultur křenu selského. Pozornost je věnována mimo jiné dynamice obsah cukrů, což jsou potenciálně důležité molekuly účastnící se boje proti oxidačnímu stresu. První publikace se věnuje shrnutí údajů o vlivu arsenu na fyziologické parametry rostlin se zaměřením na mechanismy zvyšující toleranci k arsenu a také shrnutí schopností rostlin vyrovnat se s oxidačním a nitrosativním stresem vyvolaným arsenem. Důraz byl kladen mimo jiné na téma, které bylo neoprávněně zanedbané v předchozích přehledných publikacích - tj. metabolismus sacharidů. Další práce byla již experimentální a zabývala se studiem arsenu, jakožto spouštěče oxidativního stresu u kořenové kultury křenu selského a charakterizací zapojení jednotlivých částí antioxidačního systému v obranných reakcích. Pozornost byla věnována úloze sacharidů při zmírňování nežádoucích účinků arsenu. Naše výsledky ukázaly, že křen si dokáže udržet stabilní hladiny sacharidů i při vysokých koncentracích arsenu, které společně s efektivním antioxidačním systémem pomáhají této kultuře v boji proti oxidativnímu stresu. Sacharidy jsou pravděpodobně také nedílnou součástí obranných reakcí u odolného genotypu tabáku Nicotiana tabacum. cv. ´Wisconsin´ při vystavení arsenu. Naproti tomu citlivý tabák N. sylvestris si nedokázal udržet při vyšších koncentracích arsenu stabilní sacharidový metabolismus. Právě srovnání odpovědí citlivého a tolerantního tabáku vůči arsenu se věnuje naše třetí publikace. Ukazuje, jak je podstatné pro rostlinu udržet si robustní sacharidový metabolismus spolu s včasným zapojením antioxidačních mechanismů, a to hlavně ve správných orgánech/pletivech nebo se správnou lokalizací. Poslední práce se věnovala radioaktivnímu těžkému kovu – thoriu a možnému zvýšení jeho akumulace v hydroponicky pěstovaném tabáku Nicotiana glutinosa. Ukázalo se, že exogenně aplikovaný putrescin má slibný potenciál pro navýšení akumulace thoria v prýtu tabáku. Stejně tak nedostatek fosfátů podporuje příjem thoria. Naopak kyselina vinná, také aplikovaná exogenně neměla na příjem thoria vliv žádný. Klíčová slova: arsen, reaktivní formy kyslíku, oxidativní stres, sacharidy, thorium, tabák, hairy roots, křen selský
Abstract v angličtině:
Abstract Heavy metal contamination significantly reduces crop yields, causing serious problems in agriculture and having a major impact on human health if these contaminants enter the food chain. Understanding the mechanisms of plant responses could help to increase their resistance to heavy metals as well as their potential use in phytoremediation. Carbohydrates play an important role in plant growth and development as well as in defense reactions. This work summarizes the results of four publications focused on the effects of arsenic and thorium on antioxidant mechanisms in tobacco plants and horseradish root crops. Attention is paid, among other things, to the dynamics of sugar contents, which are potentially important molecules involved in the fight against oxidative stress. The first publication summarizes arsenic effects on plant physiological parameters, focusing on arsenic tolerance-enhancing mechanisms as well as summarizing the ability of plants to cope with arsenic-induced oxidative and nitrosative stress. Emphasis was placed on, among other things, a topic that was unjustly neglected in previous publications – i.e. carbohydrate metabolism. Further work was already experimental and dealt with the study of arsenic as a trigger of oxidative stress in the root culture of horseradish and characterization of the involvement of the various parts of the antioxidant system. Attention was paid to the role of carbohydrates in reducing arsenic side effects. Our results have shown that horseradish can maintain stable carbohydrate levels even at high arsenic concentrations, which, together with an effective antioxidant system, help this culture fight oxidative stress. Carbohydrates are also likely to be an integral part of defensive responses in the resistant Nicotiana tabacum genotype. cv. 'Wisconsin' when exposed to arsenic. In contrast, N. sylvestris susceptible tobacco genotype failed to maintain stable carbohydrate metabolism at higher arsenic concentrations. Our third publication deals with the comparison of responses of sensitive and tolerant tobacco to arsenic. It shows how essential it is for a plant to maintain its robust carbohydrate metabolism together with the early involvement of antioxidant mechanisms and especially in the right organs / tissues or at the correct site. The last work dealt with radioactive heavy metal - thorium and possible increase in its accumulation in hydroponically grown Nicotiana glutinosa. Exogenously applied putrescine has been shown to have a promising potential to increase thorium accumulation in tobacco shoots. Likewise, a lack of phosphate promotes thorium intake. In contrast, tartaric acid, also applied exogenously, had no effect on thorium intake. Keywords: arsenic, reactive oxygen species, oxidative stress, carbohydrates, thorium, tobacco, hairy roots, horseradish
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Monika Kofroňová 7.79 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Monika Kofroňová 415 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Monika Kofroňová 329 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Monika Kofroňová 183 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Jiřina Száková, CSc. 214 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Zuzana Kovalíková, Ph.D. 213 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 179 kB